12-6-专题二：-欧姆表的原理(课后练习)-高中物理人教版(2019)必修第三册

12.6欧姆表的原理课后练1.如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题．（1）多用电表的红表笔应是图甲中的______端（填“A”或“B”）．（2）测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程．当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量_________；当S旋到位置________时，电表可测量直流电流，且量程较大．（3）某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择_________（填“×1”或“×100”）倍率的欧姆挡．若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．（4）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表．实验器材如下：A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；C．可变电阻器R；D．定值电阻R0=1Ω；E．导线若干，红黑表笔各一只．①表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是___________Ω；②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为_________Ω，换挡前、后倍率之比为___________．2.某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表(1)先用如图(a)所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图(b)所示位置，则电压表的读数为______V，由以上数据可得电压表的内阻RV=______kΩ；(2)将图(a)的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图（c）所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.00V”处，此处刻度应标阻值为______（填“0”或“”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“2.00V”处对应的电阻刻度为______；(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将______。A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定3.某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表，其电路图如图甲所示。其中电池的电动势E=1.5V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig=60μA，内阻Rg=2kΩ，表头的表盘如图乙所示。①开关S1拨至×1k挡，将滑动变阻器R0滑片调到最左端。②将红、黑表笔短接，此时表头的读数如图乙所示，该读数为________μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为________kΩ（结果保留两位有效数字）。③调节滑动变阻器R0的滑片位置，使电流表指针满偏。④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20μA处，则该被测电阻的阻值为________kΩ（结果保留两位有效数字）。⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度，即做成一个欧姆表。(1)图中R3的阻值为________kΩ（结果保留三位有效数字）。(2)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________kΩ；若测量结果的读数为25Ω，则该被测电阻的真实阻值是________（结果均保留两位有效数字）4.在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V0.3A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。（1）用多用电表的直流电压挡检查故障。①选择开关置于下列量程的________挡较为合适；A．2.5VB．10VC．50VD．250V②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是________。A．A灯丝断开B．B灯丝断开C．d、e间连线断开D．B灯被短路（2）接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零。①测试前，一定要将电路中的开关S________；②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为________Ω，此时测量的是________间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原因是：___________。5.某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0~99999.9Ω），干电池（E=1.5V，r=1.5Ω），红、黑表笔和导线若干．（1）欧姆表设计将图（a）中的实物连线组成欧姆表．（）欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω：滑动变阻器选____（填“R1”或“R2”）．（2）刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为____、____．（3）校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为_______Ω．6.（1）小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx，正确的操作顺序是______（填字母）；A．把选择开关旋转到交流电压最高档B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数D．把选择开关旋转到合适的档位，将红、黑表笔接触E．把红黑表笔分别插入多用电表“﹢、-”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0（2）小明正确操作后，多用电表的指针位置如图所示，则Rx=______Ω；（3）小张认为用多用电表测量小电阻误差太大，采用伏安法测量．现有实验器材如下：电源（电动势3V，内阻可忽略），电压表（量程3V，内阻约3kΩ），多用电表（2.5mA档；25mA档和250mA档，对应的内阻约40Ω，4Ω和0.4Ω），滑动变阻器RP（0~10Ω），定值电阻R0（阻值10Ω），开关及导线若干．测量铅笔芯的电阻Rx，下列电路图中最合适的是______（填字母），多用电表选择开关应置于______档．7.某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）．（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接．（）（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_______．（填正确答案标号）A．18mAA．21mAC．25mAD．28mA（3）产生上述问题的原因可能是________．（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=_______．8.某同学组装一个多用电表．可用的器材有：微安表头（量程100内阻900）；电阻箱R1（阻值范围0999.9）；电阻箱R2（阻值范围099999.9）；导线若干，要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡，回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱___________．（2）电阻箱的阻值_____________;R2=____________（保留到个位）9.图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA．由题给条件和数据，可求出_____Ω，______Ω．（2）现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA．电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω．则R0应选用阻值为_____Ω的电阻，R应选用最大阻值为___________Ω的滑动变阻器．（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和_______接线柱（填“b”或“c”）相连．判断依据是：_____________________________________．10.某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材：量程100μA、内阻500Ω的电流计；电动势1.5v的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15kΩ，然后他将一个10Ω和20Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分．进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确。为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R1后，可使干路电流是流经电流计电流的n倍．若要测量阻值约20Ω的电阻，n的取值最合适的是（）A.n=10000 B.n=1000C.n=100 D.n=1011.某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图所示，得到电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为________V（结果保留两位有效数字）。

12.如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图．电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω；电池电动势1.5V、内阻1Ω；变阻器阻值0-5000Ω．（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时仍可调零．调零后阻值将变_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300Ω，则这个电阻的真实值是________Ω（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”或“准确”）13.指针式多用电表是常用的电学测量仪器．请完成下列问题．如图（a）所示为多量程多用电表的示意图．（1）当接通1或2时，为_____挡（填“电流”、“电阻”或“电压”）．1的量程比2的量程_____（填“大”或“小”）．若选择开关拨至“25mA”挡，指针的位置如图（b）所示，则测量结果为______mA，接通5或6时，5的量程比6的量程______（填“大”或“小”）．（2）当接通3或4测量某电阻时，用×10Ω挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“×1”或“×100”），换挡后，在测量前要先进行_____．若此多用电表所用表头的满偏电流是100mA，则换挡后电池的电动势E=______V；图中______（填“A”或“B”）为红表笔．14.某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表欧姆挡“×1k”倍率的内部电池的电动势E。（1）该小组采用图1甲中的电路进行实验，请将图1乙中的实物连接完整________。（2）请将下面的实验步骤补充完整：A．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”倍率的位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”。B．按照电路图连接好电路。C．接通开关，改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图2所示。多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA。D．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置。（3）若表盘中央刻度为15，结合以上信息可得多用电表欧姆挡“×1k”倍率的内部电池的电动势为________V（保留两位有效数字）。15.某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。所用器材如下：A．干电池：电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0ΩB．电流表G：满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝150ΩC．定值电阻R1＝1200ΩD．电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9ΩE．电阻箱R4：最大阻值为9999ΩF．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干（1）该实验小组按图a正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆表的内阻R内，则R内＝________Ω，欧姆表的倍率是________（选填“×1”或“×10”）。（2）闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________Ω。16.小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力．他设计了如图所示的实验装置，其中MN是一条长20cm、电阻为20Ω的均匀电阻丝．电阻不计的金属弹簧下端与滑动接触头P相连，上端连有接线柱．将电阻丝固定在竖直位置，当弹簧被拉长时，P可沿MN自由的滑动．直流电源的电动势为4.5V，内阻可忽略．将电阻箱的阻值设定为40Ω，当拉力为零时，P刚好触及到电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零．（1）为达到实验目的，请你帮他完成实物连线图（导线要接在接线柱上）；______（2）当P触及到端点N时，电压表的读数为______V；（3）已知该弹簧的伸长量x与拉力F关系图线如图所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为_____．

参考答案1.【答案】（1）A（2）直流电压；1（3）×100；偏大（4）2×104；99.01；.100：1【详解】（1）多用电表的红表笔应该接欧姆档的内部电源的负极，则应是图甲中的A端．（2）由图甲所示可知，当转换开关S旋到位置5、6时，表头G与电阻串联，此时可用来测量直流电压；由图甲所示电路图可知，当S旋到位置1时与表头G并联的电阻阻值较小，此时电流表量程较大．（3）测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择×100倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量．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R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了，测得的电阻值将偏大．（4）欧姆表中值电阻等于其内阻，则中间刻度值对应示数为：；有：，，解得：R=2×104Ω；电流表内阻为99Ω，给电流表并联1Ω的电阻，则电流计满偏时两端的电压为，此时变阻器电流为；则变阻器的阻值为；因电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100：1；2.【答案】（1）；.6（2）；4（3）.C【详解】(1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为，示数为电源内阻不计，由图(a)所示电路图可知，电源电动势为由题意可知，解得，(2)电压表的示数为3V，则与之并联部分相当于断路刻度应标阻值为设电阻箱接入电路的阻值为R，电源电动势为E，则电路电流即若电压表示数为2V，电路电流其中代入数据解得(3)因电动势不变，仅内阻变化，可改变电阻箱的阻值使总的电阻不变，则不影响测量结果故选C。3.【答案】②.49；29④.50⑤.2.78；48；24【详解】②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为49μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为；④当电流表指针满偏时当电表指针指向20μA处时解得Rx=50kΩ(1)由以上计算可知当电表指针指向20μA处时，此时电流计两端电压为当在“×1k”位置时，对应的待测电阻为50kΩ，可知当在“×100”位置时，对应的待测电阻为Rx=50×100Ω=5kΩ此时Rx两端电压为U=E-UG=1V则电流为此时通过R3的电流为I3=I-IG=200μA-20μA=180μA则(2)若电池电动势为E=1.5V时，调零后若电池电动势为E′=1.44V时，调零后当测量某电阻Rx时，则联立可得当Rx测=50kΩ时，带入解得Rx测=48kΩ当Rx测=25Ω时，带入解得Rx测=24Ω4.【答案】（1）①.B②.A（2）①.断开②6；.e、f；；.12.7；；.欧姆表测量时灯泡未工作，灯泡温度低，电阻偏小【详解】(1)①因电源为四节干电池，故电动势E＝6V，则应选电压表的10V量程挡较合适，故ACD错误，B正确，故选B；②因c、d间电压为5.8V，接近电源电动势，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好，故A正确，BCD错误，故选A；(2)①用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开测量，故开关S断开；②测电阻时用欧姆表的“×1”挡，由乙图读数知电阻阻值为6Ω；因c、d间断路，c、d间电阻非常大，所以所测电阻应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间的电阻；由该阻值与欧姆表测得的阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻是灯泡未通电工作时的电阻，温度较低，电阻率偏小，阻值偏小。5.【答案】（1）.连线见解析；900；R1（2）.45；.5；（3）.0；.35000.0【详解】（1）连线如图：根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择R1；（2）在a处，，解得Rxa=45kΩ；在b处，则，解得Rxb=5kΩ；（3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35000.0Ω．6.【答案】（1）EDBCA（2）.2.8-3.0（3）.B；.250mA【详解】（1）多用电表应先进行机械调零，再进行欧姆调零，用完后再把电表档位调整到交流电压最高档或OFF档；E项是机械调零，DB是欧姆调零，C是测电阻，最后关闭是A，故答案为EDBCA．（2）由图可知，档位为，读数为．（3）AB、由于待测电阻较小，电流表电阻引起的误差较大，所以采用外接法，故A错误，B正确；C.电压表量程为3V，电源电动势为3V，C图接法致使电压表偏转不明显，故C错误；D.图中电路图电压表测量的是电源的电压，不会随着滑动变阻器变化而变化，故D错误；故选B．用电源电动势除以总电阻，最大电流约为，所以选择的量程．7.【答案】（1）.连线见解析（2）C（3）AC（4）【详解】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示：（2）由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为：倍．故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：，故本小题选C；（3）根据，得：，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻真实值，大于1200Ω；或者因为定值电阻R的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻R阻值偏小．故本小题选AC；（4）由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25mA，故满足；要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20mA电流表，应满足，其中，联立解得：或．8.【答案】（1）电路图见解析；（2）100；2910【详解】（1）R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示;改装电流表需要并联一个电阻，要改装1mA的电流表需要并联的电阻，所以选用与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为；要改装3V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为9.【答案】（1），（2），（3）c；若电流表无示数，则说明断路，若电流表有示数，则说明断路．【详解】（1）定值电阻和毫安表都是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比，若使用a和b两个接线柱，量程为3mA，则通过和的为，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得．若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过的电流为，电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即，整理可得，．（2）根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为,最小阻值为．若定值电阻选择为，则无法校准3.0mA；所以定值电阻选择．由于最大阻值要达到，所以滑动变阻器要选择．（3）因为只有一个损坏，所以验证是否损坏即可．所以d点应和接线柱”c”相连，若电流表无示数，则说明短路，若电流表有示数，则说明断路．10.B【详解】由于要测量阻值约20Ω的电阻，测量结果才比较准确，则有，则干路电流为流经电流计电流所以可得所以n的取值最合适的是1000。故选B。11.1.0【详解】电压表的内阻R＝3000Ω，由图可知，表盘上选择开关指向欧姆挡“×100”倍率，现在的欧姆表用的是“×100”倍率，故现在的欧姆表的内阻为r＝1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得，电压表的示数为12.【答案】（1）小；290（2）准确【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得因为式中E变小，r变大，故R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5V刻度的．测得某电阻阻值为300Ω时，电流表中的电流其它当电池电动势下降到E′=1.45V时，此时欧姆表的内阻为由闭合电路欧姆定律得解得真实值R′=290Ω（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消．13.【答案】（1）电流；大；11.5；小（2）×1；欧姆调零；1.5；A【详解】（1）改装成电流表时要并联电阻分流，所以1、2是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；电流表选择挡位为25mA，电流挡的示数最小分度是0.5mA，则读数为：11.5mA；要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故