實(shí)驗(yàn)十二　用多用電表測量電學(xué)中的物理量

目標(biāo)要求　1.了解多用電表的構(gòu)造和工作原理.2.會(huì)用多用電表測量電壓、電流.3.測量定值電阻和判斷二極管的正負(fù)極.4.會(huì)用多用電表進(jìn)行簡單的電路故障分析．

實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備

1．認(rèn)識(shí)多用電表

(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量項(xiàng)目都有幾個(gè)量程．

(2)外形如圖所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程．

多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔)．

2．用多用電表測量小燈泡的電壓和電流

按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓．紅表筆接電勢高(填“高”或“低”)的點(diǎn)．

按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流．此時(shí)電流從紅色表筆流入電表．

3．用多用電表測定值電阻的阻值

(1)原理

(2)注意：①黑表筆與電源的正極連接，紅表筆與電源的負(fù)極連接，電流方向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”．

②當(dāng)多用電表指針指在中央時(shí)＝，知中值電阻R_中＝R_Ω.

(3)測量步驟

①估測待測電阻阻值，選擇合適的量程．

②歐姆調(diào)零．

③將被測電阻接在紅黑表筆之間．

④讀數(shù)：指針示數(shù)乘以倍率．

⑤使用完畢：選擇開關(guān)置于“OFF”擋，長期不用應(yīng)取出電池．

(4)注意事項(xiàng)

①區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”．機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，機(jī)械調(diào)零對(duì)應(yīng)的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，歐姆調(diào)零對(duì)應(yīng)的是歐姆調(diào)零旋鈕．

②使指針指在中值附近，否則換擋．

③測電阻時(shí)每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零．

④手不能接觸表筆的金屬桿．

⑤測量電阻時(shí)待測電阻要與其他元件和電源斷開．

4．用多用電表測二極管的正、反向電阻

(1)認(rèn)識(shí)二極管：晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成，它的符號(hào)如圖所示，左端為正極，右端為負(fù)極．

特點(diǎn)：當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)電阻很小，當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)電阻很大．

(2)用歐姆擋判斷二極管的正負(fù)極

將多用電表歐姆擋調(diào)零之后，若多用電表指針偏角很大，則黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負(fù)極(如圖甲)；若多用電表指針偏角很小，則黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的正極(如圖乙)．

5．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件

考點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn)

 考向1　多用電表原理及讀數(shù)

例1　圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅是固定電阻，R₆是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA 擋，歐姆×100 Ω擋．

(1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接．

(2)關(guān)于R₆的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．

A．在使用多用電表之前，調(diào)整R₆使電表指針指在表盤左端電流“0”位置

B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R₆使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置

C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R₆使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置

(3)根據(jù)題給條件可得R₁＋R₂＝________Ω，R₄＝________Ω.

(4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為__________；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為____________．(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

答案　(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA　1．10 kΩ　2.94 V

解析　(1)當(dāng)B端與“3”連接時(shí)，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從A端流出，故A端與黑色表筆相連接．

(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭指針定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R₆使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時(shí)，電阻R₆不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．

(3)根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R₁、R₂組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時(shí)為量程1 mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，＝＝，解得R₁＋R₂＝160 Ω.

當(dāng)B端與“4”連接時(shí)，表頭與R₁、R₂組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R₄串聯(lián)，此時(shí)為量程1 V的電壓擋，表頭與R₁、R₂組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后的總電阻為120 Ω，兩端電壓為0.12 V，則R₄兩端電壓為0.88 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R₄電阻為880 Ω.

(4)若此時(shí)B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA.

若此時(shí)B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100 Ω＝1.10 kΩ.

若此時(shí)B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.94 V.

 考向2　歐姆表的使用

例2　(2022·湖南卷·12)小夢(mèng)同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，R₀為調(diào)零電阻(最大阻值為R_0m)，R_s、R_m、R_n為定值電阻(R_s＋R_0m<R_m<R_n)，電流計(jì)G的內(nèi)阻為R_G(R_s?R_G)．用此歐姆表測量一待測電阻的阻值，回答下列問題：

(1)短接①②，將單刀雙擲開關(guān)S與m接通，電流計(jì)G示數(shù)為I_m；保持電阻R₀滑片位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，電流計(jì)G示數(shù)變?yōu)?em>I_n，則I_m________I_n(選填“大于”或“小于”)；

(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，此時(shí)歐姆表的擋位為________(選填“×1”或“×10”)；

(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調(diào)整歐姆零點(diǎn)(歐姆零點(diǎn)在電流計(jì)G滿偏刻度處)時(shí)，調(diào)零電阻R₀的滑片應(yīng)該________調(diào)節(jié)(選填“向上”或“向下”)；

(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，在①②間接入阻值為100 Ω的定值電阻R₁，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的；取走R₁，在①②間接入待測電阻R_x，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則R_x＝________ Ω.

答案　(1)大于　(2)×10　(3)向上　(4)400

解析　(1)根據(jù)題意可知R_m<R_n，所以開關(guān)撥向m時(shí)電路的總電阻小于開關(guān)撥向n時(shí)電路的總電阻，電源電動(dòng)勢E不變，根據(jù)I＝可知I_m>I_n；

(2)當(dāng)開關(guān)S撥向n時(shí)，全電路的總電阻較大，中值電阻較大，能夠接入待測電阻的阻值也更大，所以開關(guān)S撥向n時(shí)對(duì)應(yīng)歐姆表的擋位倍率較大，即×10；

(3)從“×1”擋位換成“×10”擋位，即開關(guān)S從m撥向n，全電路電阻增大，干路電流減小，①②短接時(shí)，為了使電流表滿偏，則需要增大通過電流計(jì)G所在支路的電流，所以需要將R₀的滑片向上調(diào)節(jié)；

(4)在“×10”擋位，電路圖結(jié)構(gòu)簡化如圖所示

當(dāng)①②短接時(shí)，全電路的總電阻為

R＝R_n＋

通過干路的電流為I＝

電流計(jì)滿偏，根據(jù)并聯(lián)電路中電流之比等于電阻反比可知＝

當(dāng)①②之間接入R₁＝100 Ω的定值電阻時(shí)，全電路總電阻為R＋R₁，通過干路的電流為I₁＝

電流計(jì)偏轉(zhuǎn)了量程的，則有＝

解得R＝2R₁＝200 Ω

當(dāng)①②之間接入R_x時(shí)，全電路總電阻為R_x＋R，通過干路的電流為I_x＝

電流計(jì)偏轉(zhuǎn)了量程的，則有＝

解得R_x＝400 Ω.

 考向3　使用多用電表測量二極管

例3　錢華同學(xué)的爸爸是電氣工程師，錢華經(jīng)?？吹桨职钟枚嘤秒姳磉M(jìn)行一些測量．錢華在高中物理課堂上學(xué)習(xí)了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測量找到發(fā)光二極管的負(fù)極．

(1)錢華同學(xué)做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的“×1”擋，經(jīng)過________之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光；然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光．這說明二極管的負(fù)極是______(選填“長管腳”或“短管腳”)所連接的一極．

(2)錢華同學(xué)的好奇心一下子就被激發(fā)起來了，他琢磨了一下，然后又依次用多用電表電阻擋的“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋、“×1k”擋分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測量(多用電表內(nèi)部電源電動(dòng)勢不變)，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越________(選填“大”或“小”)，請(qǐng)幫助他分析一下具體的原因：_________________________________

________________________________________________________________________.

答案　(1)歐姆調(diào)零　短管腳　(2)小　原因見解析

解析　(1)在測量電阻時(shí)，選擇擋位后首先要進(jìn)行歐姆調(diào)零；二極管發(fā)光時(shí)處于正向?qū)顟B(tài)，因?yàn)楹诒砉P所接的長管腳為二極管的正極，故短管腳為負(fù)極．

(2)從“×1”擋、“×10”擋、“×100”擋到“×1k”擋，多用電表的內(nèi)阻越來越大，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝可知，通過二極管的電流越來越小，根據(jù)P＝I²R可知二極管的亮度越來越?。?/span>

考點(diǎn)二　用多用電表判斷電路故障

例4　在如圖甲所示的電路中，四節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡A、B的規(guī)格均為“3.8 V　0.3 A”．合上開關(guān)S后，無論怎樣移動(dòng)滑片，A、B燈都不亮．

(1)用多用電表的直流電壓擋檢查故障：

①選擇開關(guān)置于下列量程的________擋較為合適；(用字母序號(hào)表示)

A．2.5 V  B．10 V  C．50 V  D．250 V

②測得c、d間電壓約為5.8 V，e、f間電壓為0，則故障是________．

A．A燈絲斷開                                  B．B燈絲斷開

C．d、e間連線斷開                           D．B燈短路

(2)接著用歐姆表的“×1”擋測電阻，歐姆表經(jīng)過“歐姆調(diào)零”，

①測試前，一定要將電路中的開關(guān)S________；

②測c、d間和e、f間電阻時(shí)，某次測量結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為________ Ω，此時(shí)測量的是________間電阻，根據(jù)小燈泡的規(guī)格計(jì)算出的電阻為________ Ω，它不等于測量值，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

答案　(1)①B?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">A　(2)①斷開?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">6　e、f

12．7　溫度高時(shí)燈絲電阻率大，計(jì)算出的電阻是燈絲溫度高時(shí)的電阻(或測量出的電阻是常溫下燈絲的電阻)

解析　(1)①因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢大約為6 V，要使電壓擋選擇的量程安全以及準(zhǔn)確，則選擇開關(guān)應(yīng)選擇10 V的量程，故B正確；②測得c、d間電壓約為5.8 V，接近電源電動(dòng)勢，e、f間電壓為0，可知燈泡A斷路，故A正確．

(2)①用歐姆表測量電阻時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，使得待測電阻與電源不相連．②歐姆表的讀數(shù)為6×1 Ω＝6 Ω，因?yàn)?/span>c、d間斷路，知測量的是e、f間的電阻．根據(jù)R＝得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R＝ Ω≈12.7 Ω.它不等于測量值，原因是溫度高時(shí)燈絲電阻率大，計(jì)算出的電阻是燈絲溫度高時(shí)的電阻(或測量出的電阻是常溫下燈絲的電阻)．

考點(diǎn)三　探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

例5　(2019·全國卷Ⅲ·23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5 Ω、量程為100 μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15 kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤的50 μA刻度．可選用的器材還有：定值電阻R₀(阻值14 kΩ)，滑動(dòng)變阻器R₁(最大阻值1 500 Ω)，滑動(dòng)變阻器R₂(最大阻值500 Ω)，電阻箱(0～99 999.9 Ω)，干電池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干．

(1)歐姆表設(shè)計(jì)

將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表．歐姆表改裝好后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為________ Ω；滑動(dòng)變阻器選________(填“R₁”或“R₂”)．

(2)刻度歐姆表表盤

通過計(jì)算，對(duì)整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖(b)所示．表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為________、________.

(3)校準(zhǔn)

紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指向________ kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測量值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測量．若校準(zhǔn)某刻度時(shí)，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為________ Ω.

答案　(1)如圖所示　900　R₁

(2)45　5　(3)0　35 000.0

解析　(1)由題知當(dāng)兩表筆間接入15 kΩ的電阻時(shí)，電流表示數(shù)為50 μA，由閉合電路歐姆定律有＝，代入數(shù)據(jù)解得R＝900 Ω，所以滑動(dòng)變阻器選擇R₁.

(2)歐姆表的內(nèi)阻R_g′＝R_g＋r＋R₀＋R＝15 kΩ，當(dāng)電流為25 μA時(shí)，有＝，可得R_x′＝45 kΩ；當(dāng)電流為75 μA時(shí)，有＝，可得R_x″＝5 kΩ.

(3)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指向0 kΩ處．題圖中電阻箱讀數(shù)為35 000.0 Ω.

課時(shí)精練

1．某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表時(shí)，他們正確連接好電路如圖甲所示．閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R₀，燈泡都不亮，電流表無示數(shù)，他們判斷電路可能出現(xiàn)故障．經(jīng)小組討論后，他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測電路．已知保護(hù)電阻R＝15 Ω，電流表量程為0～50 mA.操作步驟如下：

①將多用電表擋位調(diào)到歐姆×1擋，再將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零；

②斷開圖甲電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；

③將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示；

④將多用電表兩表筆分別接在c、e上，調(diào)節(jié)R₀＝20 Ω時(shí)，多用電表示數(shù)如圖丙所示，電流表的示數(shù)如圖丁所示．

回答下列問題：

(1)圖丙中的多用電表示數(shù)為________ Ω；圖丁中的電流表示數(shù)為________ mA.

(2)操作步驟④中，多用電表紅表筆應(yīng)接________(選填“c”或“e”)點(diǎn)．

(3)電路的故障可能是________．

A．燈泡短路

B．燈泡斷路

C．保護(hù)電阻R短路

D．保護(hù)電阻R斷路

(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，還可以計(jì)算出多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢E′＝________ V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．

答案　(1)24　38.0　(2)e　(3)B　(4)1.48

解析　(1)歐姆表的示數(shù)為24×1 Ω＝24 Ω，電流表的最小分度是1 mA，需估讀到0.1 mA，所以題圖丁中的電流表示數(shù)為38.0 mA.

(2)根據(jù)電流必須從電流表的正接線柱流入，電流從歐姆表的紅表筆流入，黑表筆流出，電路中電流經(jīng)過電流表的方向?yàn)?/span>d→e，則操作步驟④中，多用電表黑表筆應(yīng)接c點(diǎn)，紅表筆應(yīng)接e點(diǎn)．

(3)將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)，說明a、c間有斷路．將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)不為零，所以電路的故障是燈泡斷路．

(4)操作步驟③中多用電表指針正好指在中間刻度，根據(jù)歐姆表的中值電阻等于其內(nèi)阻，知?dú)W姆表的內(nèi)阻為R_歐＝15 Ω.根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝，又R₀＋R_mA＝24 Ω，故E′＝I(R₀＋R_mA＋R_歐)＝38.0×10^－3×(24＋15) V≈1.48 V.

2．(2023·福建泉州市質(zhì)檢)某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．歐姆擋所用電池的電動(dòng)勢為9 V，刻度盤中央刻度值為“15”，選擇旋鈕打在“×1 k”擋．

(1)該同學(xué)用歐姆擋測量某一量程為15 V的電壓表內(nèi)阻．

①指針指在圖甲所示位置，此測量值為________ kΩ；查閱資料發(fā)現(xiàn)該電壓表內(nèi)阻真實(shí)值為15 kΩ，測量值與真實(shí)值偏差較大，可能原因是該同學(xué)未進(jìn)行歐姆調(diào)零就直接測量，若此時(shí)把兩表筆短接，則指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的________側(cè)(選填“左”或“右”)．

②進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，此時(shí)電壓表示數(shù)為________ V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．

(2)該同學(xué)接著用歐姆擋探測只有一個(gè)元件的黑箱，如圖乙所示，當(dāng)兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時(shí)，發(fā)現(xiàn)電表指針快速擺向右邊后再擺回最左邊刻度線，則該元件可能是________．

A．電阻                                             B．電感線圈

C．電容器                                         D．二極管

答案　(1)①25　左?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">4.5　(2)C

解析　(1)①指針指在題圖甲所示位置，此測量值為25 kΩ；查閱資料發(fā)現(xiàn)該電壓表內(nèi)阻真實(shí)值為15 kΩ，測量值與真實(shí)值偏差較大，可能原因是該同學(xué)未進(jìn)行歐姆調(diào)零就直接測量，若此時(shí)把兩表筆短接，則指針應(yīng)指在歐姆擋零刻度線的左側(cè)．

②進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測量，多用電表指針恰好指在“15”刻度線，即電壓表的內(nèi)阻等于歐姆表的中值電阻，即電壓表的內(nèi)阻等于歐姆表的內(nèi)阻，則此時(shí)電壓表示數(shù)為歐姆表內(nèi)電源電動(dòng)勢的一半，即4.5 V.

(2)當(dāng)兩表筆接觸黑箱接線柱a、b時(shí)，發(fā)現(xiàn)電表指針快速擺向右邊后再擺回最左邊刻度線，即電路接通后電流又逐漸變?yōu)榱?，則該元件可能是電容器，電路接通后先充電，充電結(jié)束后電路中電流為零，故C正確．

3．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的歐姆表電路，僅用一節(jié)干電池通過控制開關(guān)S，就可使“歐姆表”具有“×10”和“×100”兩種倍率．電路中使用的實(shí)驗(yàn)器材如下：

干電池：電動(dòng)勢E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝1 Ω；

毫安表：滿偏電流I_g＝1 mA，內(nèi)阻R_g＝125 Ω；

滑動(dòng)變阻器R₀，阻值調(diào)節(jié)范圍足夠大；

定值電阻R₁、R₂和R₃，其中R₁＝1 000 Ω；

開關(guān)S，紅、黑表筆各一支，導(dǎo)線若干．

(1)按照?qǐng)D(a)連接好電路，表筆1為________(選填“紅”或“黑”)表筆．

(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀, 使電流表達(dá)到滿偏，此時(shí)R₀＝________ Ω，“歐姆表”的倍率是________________(選填“×10”或“×100”)．

(3)閉合開關(guān)S使“歐姆表”倍率改變，電阻R₂＝__________ Ω.將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀，使電流表達(dá)到滿偏．

(4)保持開關(guān)閉合，在表筆間接入電阻R₃(圖中未畫出)，電流表指針指向圖(b)所示的位置時(shí)，電阻R₃＝________ Ω.

答案　(1)紅　(2)374　×100　(3)125　(4)225

解析　(1)按照多用電表使用規(guī)則，歐姆表內(nèi)電路的電源負(fù)極應(yīng)與紅表筆相接，即表筆1為紅表筆．

(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由閉合電路歐姆定律得

＝r＋R_g＋R₁＋R₀，解得R₀＝374 Ω.

開關(guān)S閉合后，電流表滿偏時(shí)干路電流變大，歐姆表內(nèi)阻變小，中值電阻變小，歐姆表的倍率變小，故開關(guān)S閉合時(shí)，歐姆表的倍率是小倍率，開關(guān)S斷開時(shí)的倍率是大倍率，故填“×100”．

(3)閉合開關(guān)S，倍率為原來的，干路電流最大值應(yīng)為原來的10倍，則I₂＝9 mA，故有＝，解得R₂＝125 Ω.

(4)由題圖(b)可知此時(shí)毫安表讀數(shù)為0.40 mA，則干路電流為4.0 mA，電路總電阻為375 Ω，而歐姆表此倍率的內(nèi)阻為＝150 Ω，則可知R₃＝225 Ω.

4．(2023·福建省模擬)圖甲為一個(gè)多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖．電流表滿偏電流1 mA、內(nèi)阻10 Ω；電池電動(dòng)勢1.5 V、內(nèi)阻1 Ω；

(1)圖甲中表筆a為________色(選填“紅”或“黑”)．調(diào)零電阻R₀可能是下面兩個(gè)滑動(dòng)變阻器中的________(填選項(xiàng)序號(hào))．

A．電阻范圍0～200 Ω

B．電阻范圍0～2 000 Ω

(2)在進(jìn)行歐姆調(diào)零后，正確使用該多用電表測量某電阻的阻值，電表讀數(shù)如圖乙所示，被測電阻的阻值為________ Ω.

(3)如圖丙所示，某同學(xué)利用定值電阻R₁給歐姆表增加一擋位“×10”，則定值電阻R₁ ＝________ Ω.(結(jié)果保留1位小數(shù))

(4)若該歐姆表換了一個(gè)電動(dòng)勢為1.5 V、內(nèi)阻為10 Ω的電池，調(diào)零后測量某電阻的阻值，其測量結(jié)果________．(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)

答案　(1)紅　B　(2)1 600　(3)1.1　(4)準(zhǔn)確

解析　(1)根據(jù)黑表筆接內(nèi)部電源的正極，可以判斷a為紅表筆；當(dāng)電表滿偏時(shí)，電表總內(nèi)阻為R_內(nèi)＝＝1 500 Ω，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇B；

(2)可以先求歐姆表的中值電阻，當(dāng)表針指在表盤的正中央時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為滿偏電流的一半，對(duì)應(yīng)的電阻為中值電阻，E＝I_g(R_中＋R_內(nèi))，R_中＝R_內(nèi)＝1 500 Ω，即表盤刻度為15時(shí)代表1 500 Ω，倍率為×100，所以被測電阻的阻值為1 600 Ω.

(3)倍率為×10時(shí)，中值電阻為150 Ω，即內(nèi)阻為150 Ω，由此可知，滿偏電流變?yōu)樵瓉淼?/span>10倍，即0.01 A,1×10^－3×10 V＝(0.01－1×10^－3)R₁，R₁＝1.1 Ω.

(4)設(shè)電源電動(dòng)勢為E，干路電流為I_g，調(diào)零后電表內(nèi)阻為R_內(nèi)，電表指針指到表盤某處時(shí)，電表的電流為I，對(duì)應(yīng)的待測電阻為R_x，根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I_gR_內(nèi)，E＝I(R_x＋R_內(nèi))，整理得R_x＝E(－)，由于滿偏電流相同，電動(dòng)勢相同，指針指相同的位置時(shí)電流相同，所以R_x相同，即讀數(shù)準(zhǔn)確．

5．(2023·浙江省模擬)多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測量儀器，如圖甲所示為多量程多用電表示意圖．

通過一個(gè)單刀多擲開關(guān)S，接線柱B可以分別與觸點(diǎn)1、2、3、4、5接通，從而實(shí)現(xiàn)使用多用電表測量不同物理量的功能．圖中的E是電池的電動(dòng)勢，R₃是電池內(nèi)阻，R₆是歐姆調(diào)零電阻，A、B分別與黑、紅表筆相接．R₁、R₂、R₄、R₅都是定值電阻，表頭G的滿偏電流為20 mA，內(nèi)阻為R_g.已知R₁＋R₂＝4R_g，R₄＝360 Ω，R₅＝1 600 Ω.

(1)關(guān)于此多用電表，下列說法正確的是________；

A．圖中B是紅表筆

B．當(dāng)S接觸點(diǎn)1或2時(shí)，多用電表處于測量電流的擋位，且接1時(shí)的量程比接2時(shí)大

C．當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí)，多用電表處于測量電阻的擋位，倍率越大，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大

D．當(dāng)S接觸點(diǎn)4、5時(shí)，多用電表處于測量電壓的擋位，且接4比接5時(shí)量程大

(2)該學(xué)習(xí)小組將“B”端與“3”相接，將A、B表筆短接，調(diào)節(jié)R₆.進(jìn)行歐姆調(diào)零后測量未知電阻．得到通過表頭G的電流與被測未知電阻的關(guān)系如圖乙所示，由此可知多用電表中電池的電動(dòng)勢E＝________ V(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．通過分析可知該小組使用多用電表的________(填“×1”“×10”或“×1k”)倍率的歐姆擋進(jìn)行測量未知電阻．

(3)實(shí)驗(yàn)小組用多用電表測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．器材有：待測電源(電動(dòng)勢約為8 V), 定值電阻R₀＝8.0 Ω，多用電表一只，電阻箱一只，連接實(shí)物如圖丙所示，測得并記錄多組數(shù)據(jù)后，得到對(duì)應(yīng)的－圖，如圖丁所示，則內(nèi)阻r＝________ Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．

答案　(1)ABC　(2)3.75　×10　(3)1.00

解析　(2)“B”端與“3”相接時(shí)，由

I_gR_g＝(I－I_g)(R₁＋R₂)，R₁＋R₂＝4R_g，

可得I＝I_g，

根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝，

可得I_g＝，

結(jié)合題圖乙解得R_內(nèi)＝150 Ω，E＝3.75 V

通過分析可知?dú)W姆表中值電阻為150 Ω，則該小組使用多用電表的“×10”倍率的歐姆擋進(jìn)行測量未知電阻．

(3)根據(jù)題圖丁和閉合電路歐姆定律可知

E＝U＋(R₀＋r)

整理可得，＝＋·

結(jié)合圖像的截距和斜率可知

b＝＝0.12 V^－1，k＝＝1.08 Ω·V^－1

解得r＝1.00 Ω.