第48讲 用多用电表测量电学中的物理量（练习）（解析版）

学而优教有方第48讲用多用电表测量电学中的物理量（模拟精练+真题演练）1．（2023·江苏·模拟预测）小明同学通过实验探究多用电表欧姆挡的工作原理。（1）小明同学利用自己所学物理知识，自制了一个欧姆表，他采用的内部等效电路图为甲图中的，表笔a为（选填“红”或“黑”）色。（2）已知G表的满偏电流为，制作好欧姆表后，小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在位置（选填“0刻度”、“满偏”），即完成欧姆调零。用此欧姆表粗测某电阻的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用（选填“”或“”）挡，并重新欧姆调零后进行测量。（3）经欧姆调零后，小明同学打算测量此欧姆表的电动势和内阻，他找到5个规格相同的标准电阻，他将个（，2，3，4，5）电阻串联后先后接在该欧姆表的红黑表笔之间，记下串联电阻的个数和对应电流表的读数。根据所得数据做出图像，如图丙所示，可求得欧姆表中电源的电动势为V，该欧姆表的内阻为。（结果保留三位有效数字）（4）用欧姆挡测量一电阻的阻值，进行了如图所示虚线框中A、B、C、D四个操作，正确的操作顺序是；A．B．C．D．（5）小明同学发现该欧姆表使用一段时间后，电源电动势减少，内阻增加，但仍然能欧姆调零，结合上述分析，则调零后用该表测量的电阻的测量值真实值。（选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】C红满偏×11.58256CADB大于【详解】（1）[1][2]根据欧姆表的原理可知其内部有电源，有滑动变阻器调节其内阻，并且黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极。则他采用的内部等效电路图为甲图中的C；表笔a为红色。（2）[3]小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在满偏位置，即完成欧姆调零；[4]用此欧姆表粗测某电阻的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，可知待测电阻较小，应该换用“”挡，并重新欧姆调零后进行测量。（3）[5][6]根据闭合欧姆定律可知整理得由图丙可知，解得；（4）[7]使用多用电表测电阻，首先进行机械调零，用刻度盘下的调零旋钮手动把指针拨到零刻度线处，然后选择欧姆挡位，再进行欧姆调零，两个表笔短接，调整调零旋钮，调整好之后，把两表笔接在电阻两端，进行测量。故正确的操作顺序是CADB。（5）[8]当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式欧姆表内阻得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，可知当变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了，即调零后用该表测量的电阻的测量值大于真实值。2．（2023·湖北·模拟预测）某同学利用如图所示的电路组装一只欧姆表，实验室提供以下器材：A．双量程电流表（0~10mA，内阻为20Ω，0~0.6A，内阻为6Ω）B．直流电源E1（电动势为1.5V，内阻为2Ω）C．直流电源E2（电动势为15V，内阻为6Ω）D．滑动变阻器（最大阻值为2000Ω）E．滑动变阻器（最大阻值为1000Ω）F．滑动变阻器（最大阻值为500Ω）G．单刀双掷开关两个、导线若干

（1）若电源E1电路对应欧姆挡位，则电流表开关应该接（选“b”或者“c”），滑动变阻器R1选用；电源E2电路对应欧姆×100挡位，则电流表开关应该接（选“b”或者“c”），滑动变阻器R2选用（填器材前字母）。（2）若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为290Ω的电阻，应选用挡位，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值为Ω（3）如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果（填“偏大”“偏小”或“准确”）【答案】bFbD10300准确【详解】（1）[1][2]由电路可知电流表开关接b时有开关接c时有所以开关接b时量程为（0~10mA），开关接c时量程为（0~0.6A）。双量程电流表（0~10mA，内阻为20Ω，0~0.6A，内阻为6Ω）若电源E1电路对应电流表0~0.6A，则对应电流表0~10mA，则若电源E1电路对应欧姆×10挡位，所以要选0~10mA，选“b”，则滑动变阻器R1选用滑动变阻器F（最大阻值为500Ω）。[3][4]电源E2电路对应欧姆×100挡位，若对应电流表0~0.6A，有对应电流表0~10mA，有所以电流表要选0~10mA，选“b”则滑动变阻器选用D（最大阻值为2000Ω）。（2）[5]若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为290Ω的电阻，应选用×10挡位.[6]发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值为（3）[7]如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，根据可见测量的结果与电池内阻无关，测量结果仍然准确。3．（2023·安徽合肥·合肥一六八中学校考模拟预测）如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻、满偏电流的电流表、标识不清的电源，定值电阻、导线、滑动变阻器等组装了多用电表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。

（1）若，当选择开关接“3”时为电压表的量程为V。（2）该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为Ω，多用电表内部电源的电动势E=V。③用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为=Ω。（结果保留三位有效数字）④小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中表笔（填“红”或“黑”）接电压表的正接线柱，该电压表示数为12.0V，可以推知该电压表的内阻为Ω。【答案】3150015黑6000【详解】（1）[1]由欧姆定律可得（2）②[2]将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为[3]红黑表笔短接时，根据闭合电路欧姆定律可得指针指在电表刻度盘中央C处时，根据闭合电路欧姆定律可得联立解得③[4]用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，此时电流为6.9mA，根据闭合电路欧姆定律可得解得④[5]欧姆表的黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极；将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中黑表笔接电压表的正接线柱；[6]该电压表示数为12V，根据闭合电路欧姆定律可得解得该电压表的内阻为4．（2023·福建厦门·厦门外国语学校校考模拟预测）多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量；当S旋到位置时，多用电表测电流时量程较大。（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到（填“”或“”）位置。（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率的方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：A．干电池（电动势为，内阻不计）；B．电流计（量程，内阻）；C．可变电阻器；D．定值电阻；E．导线若干，红黑表笔各一只。①在乙图中，左侧表笔是（“红”，“黑”）表笔；②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比。③如果在使用过程中电池电动势变为，但仍可以欧姆调零。在这种情况下，测量值和真实值之比为。【答案】电压1黑100∶115∶14【详解】（1）[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。（2）[3]多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。（3）①[4]由电流从黑表笔流出可知，在乙图中，左侧表笔是黑表笔。②[5]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比③[6]根据题意，电动势没有改变之前，电动势为，欧姆表内阻为，由闭合回路欧姆定律有改变之后，电动势为，欧姆表内阻为，则有可得则有；则5．（2023·安徽芜湖·统考二模）如图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池，和是固定电阻，是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，A端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为直流电压挡和挡、直流电流挡和挡、欧姆挡。改装多用表表盘如图（b）所示。

（1）测量时，接线柱A接的是（填“红”或“黑”）表笔；若开关B端与触点“1”相连，则此时多用电表的挡位为挡，若开关B端与触点“5”相连，则此时多用电表的挡位为挡；（挡位填写要求具体到量程）（2）若开关B端与触点“1”相连，进行相关测量时，多用电表指针指示位置如图（b）所示，则此时多用电表的读数为；（3）若电池E的电动势为，当把开关B端接到触点“3”，短接A、B表笔进行欧姆调零后，再用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到表头G满偏刻度的处，则该电阻的阻值为。（4）若电池E由于长时间使用后，电动势由下降到，但仍可调零。用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻阻值的真实值为。【答案】黑4500400【详解】（1）[1]根据欧姆表内部结构可知，黑笔接电源正极，红笔接电源负极，所以与A接线柱相连的是黑表笔；[2]若开关B端是与“1”相连的，则此时应为量程较大的电流表，所以多用电表的挡位为2.5mA；[3]若开关B端与触点“5”相连，则此时应为量程较大的电压表，所以多用电表的挡位为5V；（2）[4]此时多用电表的读数为；（3）[5]当把开关B端接到位置3，短接A、B表笔，有I=1mA，根据E=IR内其中，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G满偏刻度的处，有联立解得（4）[6]若欧姆表长时间不用，电动势变为=1.2V，那么中值电阻而指针所指处的电流为当电动势降低后有解得6．（2023·四川成都·成都七中校考模拟预测）如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池；和是固定电阻，是可变电阻；虚线方框内为换挡开关，A端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为直流电压挡和挡。直流电流和挡，欧姆挡。

（1）测量时，接线柱接的是（填“红”或“黑”）表笔；若开关端是与“1”相连的，则此时多用电表的挡位为挡；（填题干中所给5个挡位中的一个）（2）若电池的电动势为，当把开关端接到位置3，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个末知电阻阻值，指针偏转到电流表满偏刻度的处，则该电阻的阻值为。（3）电池使用时间较长，电池的电动势变小、内阻变大；重新调零后，实验要求若被测电阻阻值等于中值电阻时，测量的相对误差不能超过，则电池电动势降低为（结果保留两位有效数字）时必须更换电池。【答案】红5001.4【详解】（1）[1]为满足“红进黑出”的规律，由图可知，B端接3时与电源负极连接，则接线柱B接的是红表笔；[2]开关端与“1”或“2”相连时为电流表，若开关端与“1”相连，分流电阻较小，分流较大，量程较大，则此时多用电表的挡位为挡；（2）[3]当把开关B端接到位置3，由题意和电路图可知，电路最大电流为；短接A、B表笔，进行欧姆调零，则有解得用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G满偏刻度的处，有联立解得（3）[4]当电动势变小，内阻变大时，重新进行欧姆调零，其满偏电流保持不变，根据闭合电路欧姆定律可得若被测电阻阻值等于中值电阻时，则有根据题意由解得此时联立解得则电池电动势降低为时必须更换电池。7．（2023·山东泰安·统考模拟预测）某物理兴趣小组设计了一个如图所示的多用电表电路图。如图所示，已知表头G的满偏电流为Ig=30mA，内阻Rg=90Ω。定值电阻R1=10Ω。电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻箱R2和R3的调节范围都是0~999.9Ω。（1）与多用电表B端相连的是（填“红”或者“黑”）表笔。（2）选择开关置于1位置，闭合开关S，电流表的量程为，保持S闭合，选择开关置于3位置，将其改装为量程60V的电压表，电阻箱R3应调节为Ω。（3）选择开关置于2位置，通过开关S的通断可以实现欧姆表“×1”与“×10”两种倍率，则（填“闭合”或者“断开”）开关S，欧姆表为“×1”倍率。将欧姆表切换至“×10”倍率，红、黑表笔短接进行欧姆调零，将某一待测电阻接在红黑表笔之间，当表头G的指针偏转角度为满量程的时，待测电阻为Ω。【答案】黑300191.0闭合200【详解】（1）[1]根据多用电表“红进黑出”可知B相连的为黑表笔。（2）[2][3]选择开关置于1位置，闭合开关S时，R1与Rg并联后总电阻为RA=9Ω，S闭合，选择开关置于3时U=IA(RA+R3)解得R3=191.0Ω（3）[4][5]欧姆表中，正确调零后，待测电阻与电流的关系为闭合开关S时，电流表量程为S断开时的10倍，故而所测电阻是开关断开时的，因此开关S闭合为×1倍率，S断开为×10倍率，使用×10时，电流表量程为30mA，因此8．（2023·甘肃·统考三模）某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。他走进物理实验室，利用一个满偏电流为30mA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。

（1）图甲中的A端与（选填“红”或“黑”）表笔相连接。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图乙所示位置，此时他应该将滑动变阻器的滑片P向（选填“上”或“下”）移动。（2）从图甲中可知：当开关S接2时，对应欧姆表的（选填“×1”或“×10”）倍率；（3）若多用电表的电池用久了，电动势E由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量未知电阻，读数为240Ω，则其真实值为。（4）该兴趣小组在实验室找来多用电表进一步探测如图所示黑箱问题时发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中的。

A．

B．

C．

D．

【答案】黑上×10160B【详解】（1）[1]根据“红进黑出”可得，图甲中A端应与黑表笔相接；[2]要使电流表满偏，滑动变阻器滑片P需要向上移动，阻值变小。（2）[3]当开关S接2时，并联的电阻更大，改装后的电流表量程较小，对应欧姆表的×10挡位。（3）[4]电源电动势减小，若按正确方法进行使用，欧姆调零时可求欧姆表的内阻，原欧姆表的内阻为现欧姆表的内阻为根据闭合电路欧姆定律可得；联立解得（4）[5]用多用电表的直流电压挡测量，E、G和F、G间有电压，E、F间无电压，说明电源在G和结点之间，黑表笔接E，红表笔接F，电阻很小，反接时电阻很大，说明E、F间有二极管，当电流方向从E到F时，二极管导通。故选B。9．（2023·北京海淀·人大附中校考模拟预测）（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式。A、B红表笔接A黑表笔接B红表笔接B黑表笔接A开始很小，然后变为很大B、C红表笔接B黑表笔接C红表笔接C黑表笔接B逐渐由大变小，最终稳定在某一值C、D红表笔接C黑表笔接D红表笔接D黑表笔接C恒定值

（2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。

①由图2可知，甲同学绘制的是图线（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为V，内阻为。②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。【答案】见详解a1.51.0见详解【详解】（1）[1]接AB之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB之间为电容器；接BC之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC之间为电感线圈；接CD之间电阻为恒定值，可知CD之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图

（2）[2]由闭合回路欧姆定律可得甲图线对应的U、I关系式为乙图线对应的U、I关系式为可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。[3][4]关系式结合图线可得,解得[5]由闭合回路欧姆定律可得可知与R成线性关系，当R=15时当R=0时故作图如下

10．（2023·河南许昌·鄢陵一中校考模拟预测）某欧姆表由于长时间未使用，电源电动势和内阻发生了明显变化，导致无法进行欧姆调零。小佳同学用如图甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时选择欧姆表“”挡位，已知毫安表的量程为，内阻约为。（1）在电路连接时，要注意毫安表的“-”接线柱要与欧姆表的（选填“红”或“黑”）表笔相连；（2）调节电阻箱的阻值，当毫安表的读数为时，欧姆表指针偏转到整个表盘位置的刻度处，如图乙所示，则欧姆表表头G的量程为；（3）连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值R和通过毫安表电流I，作出图像，如图丙所示，则电源的电动势V。在不考虑实验偶然误差的情况下，电源电动势的测量值真实值（选填“大于“小于”或“等于”）；（4）若想让该欧姆表在“”挡位下可以正常使用，则更换的新电源电动势V。【答案】红5005等于20【详解】（1）[1]电流从欧姆表的红表笔流入，从毫安表的“﹣”接线柱流出，所以毫安表的“-”接线柱要与欧姆表的红表笔相连。（2）[2]设欧姆表表头G的量程为Ig，由题意可得解得（3）[3]设回路中除电阻箱之外的