《新高考物理一轮复习刷题练习第67讲 欧姆表的原理与多用电表的使用（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理一轮复习刷题练习第67讲 欧姆表的原理与多用电表的使用（含解析）（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第67讲 欧姆表的原理与多用电表的使用 1（2022湖南）小梦同学自制了一个两挡位（“1”“10”）的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻（最大阻值为R0m），Rs、Rm、Rn为定值电阻（Rs+R0mRmRn），电流计的内阻为RG（RsRG）。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接，将单刀双掷开关S与m接通，电流计示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流计示数变为In，则Im大于In（填“大于”或“小于”）；（2）将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为 10（填“1”或“10”）；（3）若从“1”挡位换成“10”挡位，调整欧姆零点（欧姆
2、零点在电流计满偏刻度处）时，调零电阻R0的滑片应该 向上调节（填“向上”或“向下”）；（4）在“10”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为100的定值电阻R1，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在间接入待测电阻Rx，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则Rx400。【解答】解：（1）在保持电阻R0滑片位置不变的情况下，因RmRn，开关S由与m接通变为与n接通后，干路电流变小，由并联电路分流性质可知电流计示数变小，故Im 大于In；（2）欧姆表的中值电阻为内电阻，“1”挡的内电阻小于“10”挡的内电阻，故将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为“10”；（3）若从“1”挡位换成“1
3、0”挡位，总电阻增大，通过电流表的电流减小；要想进行欧姆调零，需要使电流表电流增大，所以调零电阻R0的滑片应该向上滑动，时的电流表所在的支路电阻减小、电流增大；（3）在间接入阻值为100的定值电阻R1，根据闭合电路的欧姆定律可得：在间接入待测电阻Rx，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则有：当间短路时，有：Ig联立解得：Rx400。故答案为：（1）大于；（2）10；（3）向上；（4）400。2（2022湖北）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为
4、 3.700mm。再用游标卡尺测得其长度L。（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0，定值电阻R0的阻值为20.0，电阻箱R的最大阻值为999.9。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。根据表中数据，在图丙中绘制出R图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得Rx6.0（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式得到该材料的电阻率（用D、L、Rx表示）。R/I/A/A15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00
5、.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50（3）该小组根据图乙的电路和图丙的R图像，还可以求得电源电动势E12V，内阻r3.0。（结果均保留2位有效数字）（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会 偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【解答】解：（1）用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，螺旋测微器的分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，则读数为3.5mm+0.01mm20.03.700mm；（2）由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时EI（RA+
6、R0+r+R）即由图像可知 解得：E12V 解得：r3.0再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则EI（r+R0+RA+Rx）解得：Rx6.0根据 解得：（3）由（2）可知E12Vr3.0（4）根据表达式EI（r+R0+RA+Rx）因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表有相同读数时，得到的Rx偏小，即Rx测量值偏大。故答案为：（1）3.700；（2）6.0；（3）12；3.0；（4）偏大一.知识回顾（一）基本知识1欧姆表的原理(1)构造：欧姆表由电流表、电池、可调电阻R1和红、黑表笔组成。(2)工作原理：由闭合电路的欧姆定律Ix，可知Rx与电流Ix一一对应。(3)刻度的标定：红、黑
7、表笔直接接触时(相当于被测电阻Rx0)，调节可调电阻R1，使IxIg，电流表的指针达到满偏。当IxIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”。当Ix0时，Rx，在Ix0处标为“”。当Ix时，RxRgR1r，此电阻Rx等于欧姆表的内阻R，也叫中值电阻。(4)电源极性：红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极。2多用电表(1)外部构造多用电表可以用来测电流、电压和电阻，其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三行刻度线，最上面的刻度线的左端标有“”，右端标有“0”，是用于测电阻的，其刻度是不均匀的，从右向左越来越密；中间的刻度线是用于测直流、交流的电流和直流电压，其刻
8、度是分布均匀的；最下面一条刻度线左侧标有“2.5 V”，是交流2.5 V专用，其刻度是不均匀的。多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插“”插孔，黑表笔插“”插孔，插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮，用它可进行欧姆调零。另外，在表盘和选择开关之间还有一个指针定位螺丝，即机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线。(2)内部构造多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如
9、图所示，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。如图中1、2为电流测量端，其中接1为大量程；5、6为电压测量端，其中接6为大量程；3、4为电阻测量端，其中接4为大倍率。测量时，黑表笔插入“”插孔，红表笔插入“”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端。(3)多用电表测电流、电压和电阻的原理直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联或混联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。欧姆挡：欧姆挡的几个倍率挡，实际是由同一表头连接在不同电源和电阻的电路中而成的几个倍率不同的欧姆
10、表。其中单表头多量程测电流、电压的原理参见第八章第2讲电流表和电压表的改装。3二极管的单向导电性(1)二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。(2)二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当电流从正极流入时，它的电阻比较小，如图乙所示；当电流从正极流出时，它的电阻比较大，如图丙所示。(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。（二）练习使用多用表实验实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管
11、、定值电阻(大、中、小)三个。实验步骤1观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。2检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。3将红、黑表笔分别插入“”“”插孔。4测小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。5用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。(2)选择开关置于“”挡的“1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔，再使指针指向刻度处。(3
12、)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。(4)选择开关改置“100”挡，重新进行欧姆调零。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。6探索黑箱内的电学元件应用挡位现象判断结果电压挡两接线柱正、反接时示数均为零无电源欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同电阻欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大二极管欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“”电容器欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数电感线圈7多用电表对电路故障的检测(1)
13、若电路中只有断路故障，且只有一处，断路故障的检测方法用直流电压挡a将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源通路，若电压表示数为零，说明电源断路。b在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断路。用直流电流挡将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。(2)若电路中只有短路故障，且只有一处，短路故障的检测方法将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不
14、为零，则外电路的部分电路未被短路或未完全被短路。然后将电压表逐一接到各元件两端，根据电压表示数是否为零，判断各元件是否短路。（三）数据处理1测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。指针示数的读数一般读两位有效数字。2测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为2、0.2、0.02、0.002等，或5、0.5、0.05、0.005等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可，并按二分之一或五分之一估读，即把最小刻度分成二等份或五等份，观察判断指针靠近哪一个等分线，进而估读到该等分线对应的数值。（四）误差分析1偶然误差(
15、1)欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。(2)由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当倍率挡位，使指针指在中值附近。(3)读数时的观察易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。2系统误差(1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。（五）注意事项1欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(1)左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合。(2)刻度不均匀：左密右疏。(3)欧姆挡是倍率挡，即测量结果等于读出的示数再乘以挡上的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测
