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2021届高考物理通用一轮练习：考点29 实验：练习使用多用电表 电表的改装 电学创新实验
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考点29 实验：练习使用多用电表 电表的改装 电学创新实验
题组一 基础与经典题
1．如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：
(1)调节________，使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。
(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。
答案 (1)指针定位螺丝 电流 (2)×1 (3)欧姆调零旋钮 电阻 (4)19.0
解析 使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻约为15 Ω，测量20 Ω的电阻时，要使用×1的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0 Ω。
2．在“练习使用多用电表”的实验中，请回答下列问题：
(1)甲同学先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V 100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为________(填写选项前的字母)。
A．将选择开关旋转到“×1 k”的位置
B．将选择开关旋转到“×10”的位置
C．用两表笔与白炽灯连接好并读数
D．将两表笔短接，进行欧姆调零
(2)甲同学按正确的实验操作，指针停在如图甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为________ Ω。
(3)乙同学发现该多用电表“直流50 V”挡损坏了，但“直流10 V”挡能正常使用。打开电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了，如图乙所示。若表头A的满偏电流为1 mA，则应用________kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。
答案 (1)BDC (2)120 (3)40
解析 (1)先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V 100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，说明白炽灯的电阻较小，为了减小测量误差，将选择开关旋转到“×10”的位置，将两表笔短接，重新进行欧姆调零，用两表笔与白炽灯连接好并读数，故合理的操作顺序为BDC。
(2)选择开关处在“×10”挡，由图甲所示可知，电阻测量值为12×10 Ω＝120 Ω。
(3)电阻R2两端电压为40 V，电阻R2阻值为R2＝＝＝4×104 Ω＝40 kΩ，则应用40 kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。
3.某学生实验小组利用图a所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。
(2)将图a中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图b所示，这时电压表的示数如图c所示。多用电表和电压表的读数分别为________ kΩ和________ V。
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图d所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________ V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________ kΩ。
答案 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
解析 (1)欧姆表每次使用前都需要将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)由于红表笔接欧姆表内置电源的负极，因此红表笔也应该与电压表的负接线柱相连，故应和1端相连。
(3)欧姆表读数需要×1 k倍率，因此多用电表读数为15.0 kΩ。电压表的最小刻度是0.1 V，需要估读到最小刻度的下一位，其读数为3.60 V。
(4)当滑动变阻器电阻为零时，欧姆表测得的是电压表的内阻，为12.0 kΩ。
(5)根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为15.0 kΩ，根据(4)中的数据可知，当测内阻是12 kΩ的电压表时，电压表示数是4 V，所以I＝＝ mA，可得E＝I(RV＋R内)＝9.00 V。
4．实际的二极管正向电阻并不为零，反向电阻也不是无穷大，一兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究：
(1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻。
①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率，多用电表的表盘如图甲所示，则电阻为________ Ω；
②多用电表的红表笔应与二极管的________(填“正”或“负”)极相连。
(2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向0～1.5 V电压时的伏安特性曲线，可供选择的器材如下：
电压表V1(量程0～1.5 V，内阻约2000 Ω)
电压表V2(量程0～6 V，内阻约4000 Ω)
电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约10 Ω)
电流表A2(量程0～40 mA，内阻约0.1 Ω)
滑动变阻器R1(总电阻约为10 Ω)
滑动变阻器R2(总电阻约为100 Ω)
电源E(电动势2 V，内阻不计)
开关S，导线若干
①为调节方便，并有尽可能高的精度，请选择合适的器材，电压表________、电流表________、滑动变阻器________；(填写所选器材的符号)
②在虚线方框中画出实验电路原理图；
③该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图丙所示，现将阻值为50 Ω的定值电阻与该二极管串联，并与一电动势为2 V、内阻不计的电源组成闭合电路，二极管上的电压为正向电压，则回路中的电流强度为________ mA。
答案 (1)①130 ②负 (2)①V1 A2 R1 ②图见解析图1 ③14.5
解析 (1)①表盘上的读数为13，再乘倍率，所以电阻为130 Ω。
②根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，要测二极管的正向电阻时，应将红表笔与二极管的负极相连。
(2)①待测二极管加正向0～1.5 V电压，所以电压表应选V1；由二极管加正向电压的伏安特性曲线可知，当电压接近1.5 V时，电流达到最大，接近40 mA，故电流表应选A2；为调节方便，并提高测量的精准度，滑动变阻器应采用分压式接法，所以滑动变阻器应选总阻值较小的R1。
②二极管电阻Rx>，故采用电流表内接法，电路图如图1。
③将50 Ω的定值电阻与电源等效为一个电动势为2 V、内阻为50 Ω的新电源。在二极管的IU图象上作出新电源的IU图线，如图2所示，交点纵坐标即为电路中的电流，此时电流为14.5 mA。
5．某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用。
A．电流表(0～200 μA,100 Ω)；
B．电阻箱(0～999 Ω)；
C．电阻箱(0～9999 Ω)；
D．定值电阻R2(1 kΩ)；
E．变阻器(0～300 Ω)；
F．变阻器(0～800 Ω)；
G．干电池(1.5 V，r＝0)；
H．干电池(9 V，r＝0)；
I．导线若干。
该多用电表需设置0、1为量程0～1 mA的电流挡，0、3为量程0～3 V的电压挡，0、2为欧姆挡。该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。
(1)量程0～1 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________ Ω。
(2)量程0～3 V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________ Ω。
(3)0、2的欧姆挡中变阻器R3应该选择________，电源应该选择________。
(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某未知电阻，他首先进行了欧姆挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转如图乙所示，示数为________ μA，由此可求得未知电阻为________ Ω。
答案 (1)B 25 (2)C 2980 (3)F G (4)120 1000
解析 (1)量程为0～1 mA的电流挡中电阻箱阻值为R1＝＝ Ω＝25 Ω，则R1应该选择B，将其调节为25 Ω；此时电流表的总电阻为rg′＝20 Ω。
(2)量程为0～3 V的电压挡中电阻箱阻值R4＝－rg′＝ Ω－20 Ω＝2980 Ω，则R4应该选择C，将其调节为2980 Ω。
(3)R3最大为800 Ω，故电源电动势最大值为Emax＝Ig′(rg′＋R2＋R3max)＝1.82 V，所以0、2的欧姆挡中电源应该选择G；根据闭合电路欧姆定律，R内＝R3＋R2＋rg′＝＝ Ω＝1500 Ω，则R3＝480 Ω，即变阻器R3应该选择F。
(4)电流表示数为120 μA，此时电路中的电流为0.6 mA，根据E＝I(Rx＋R内)，由此可求得未知电阻为Rx＝－R内＝ Ω－1500 Ω＝1000 Ω。
6．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＝1.5 V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60 μA，内阻Rg＝2 kΩ，表头的表盘如图乙所示。
(1)①开关S1拨至“×1 k”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20 μA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。
(2)图中R3的阻值为________ kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44 V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________ kΩ；若测量结果的读数为25 Ω，则该被测电阻的真实阻值是________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
答案 (1)②49 29 ④50 (2)2.78 (3)48 24
解析 (1)②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为49 μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为R0＝－Rg＝ Ω－2 kΩ≈29 kΩ；④当电流表指针满偏时：Ig＝；当电表指针指向20 μA 处时：Ig＝，联立解得Rx＝50 kΩ。
(2)由以上计算可知，当电表指针指向20 μA处时，此时欧姆表内阻R内两端电压为UG＝E＝0.5 V，当在“×1 k”位置时，对应的待测电阻为50 kΩ，可知当在“×100”位置时，对应的待测电阻为Rx′＝50×100 Ω＝5 kΩ，此时Rx′两端电压为U＝E－UG＝1 V；则电流为I＝＝＝0.2 mA，此时通过R3的电流为I3＝I－IG＝200 μA－20 μA＝180 μA，则R3＝＝ Ω≈2.78 kΩ。
(3)若电池电动势为E＝1.5 V时，调零后：Ig＝；若电池电动势为E′＝1.44 V时，调零后：Ig＝；当测量某电阻Rx时，则I＝＝；联立可得＝，当Rx测＝50 kΩ时，代入解得Rx真＝48 kΩ；当Rx测＝25 Ω时，代入解得Rx真＝24 Ω。
7．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“3.8 V 0.3 A”，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．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，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：__________________________________________。
答案 (1)①B ②A (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
解析 (1)①因电源为四节干电池，故电动势E＝6 V，则应选电压表的10 V量程挡较合适；
②因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好。
(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开测量；由乙图读数知电阻阻值为6 Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间的电阻；由R＝得R≈12.7 Ω，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。
题组二 高考真题
8．(2016·上海高考)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中。
(1)(多选题)用多用电表测电流或电阻的过程中( )
A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零
B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零
C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测
D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡，其读数为________ V；若选择开关处于“×10”挡，其读数为________200 Ω(选填：“大于”“等于”或“小于”)。
答案 (1)AD (2)5.4 小于
解析 (1)多用电表测量电阻时，更换倍率后都必须重新进行欧姆调零，A正确；测量电流前需要进行机械调零，更换量程时不需要进行再次调零，B错误；在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行试测，若指针偏角过小，再换倍率较大的挡，C错误；在测量未知电流时，必须选择电流最大量程进行试测，避免电表烧坏，D正确。
(2)若选择开关处于“10 V”挡，则电表的最小刻度为0.2 V，此时读数为5.4 V；若选择开关处于“×10”挡，此时指针指示位置约指在“10”和“30”的中间位置，因为欧姆表的刻度特点是右边稀左边密，所以读数应该小于200 Ω。
9．(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA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15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，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。
答案 (1)如图所示 900 R1 (2)45 5 (3)0 35000.0
解析 (1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R1。
(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000.0 Ω。
10．(2018·浙江高考)(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挡
B．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点
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挡位，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3 V，内阻可忽略)，电压表(量程3 V，内阻约为3 kΩ)，多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡，对应的内电阻约为40 Ω，4 Ω和0.4 Ω)，滑动变阻器RP(0～10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，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________挡。
答案 (1)EDBCA (2)2.9(2.8～3.0) (3)B 250 mA
解析 (1)操作步骤：先机械调零即E，再欧姆调零，即D、B；再测量电阻即C，最后复位打到“OFF”挡或交流电压最大挡即A，所以顺序为EDBCA。
(2)读数挡位为“×1”挡，表盘读数为2.9，所以读数为2.9 Ω。
(3)由题意可知铅笔芯的电阻Rx很小，采用电流表外接法，A错误；D电路图不是分压器接法，滑动变阻器不能调节电压，D错误；C电路中，由于铅笔芯的电阻Rx很小，调节滑动变阻器的过程中，电压表的变化范围很小，读数误差大，而用R0串联后既能放大电压表读数，又能起到保护作用，故选用B电路图。估测电流最大值为I＝＝230 mA，故要选250 mA挡。
11．(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，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，将图b中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)
A．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
(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1200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200 Ω
C．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＝________。
答案 (1)图见解析 (2)C (3)AC (4)
解析 (1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。
(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 μA，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。
(3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝＋Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。
(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U＝(25－0.25)×10－3 A×R
对并联的电阻kR有
U＝(20－0.25)×10－3 A×kR
解得k＝。
12．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999.9 Ω)；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V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R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到个位)
答案 (1)图见解析 (2)100 2910
解析 (1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，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。
(2)改装电流表需要并联一个电阻，要改装1 mA的电流表需要并联的电阻R1＝＝ Ω＝100 Ω；要改装3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R2＝＝ Ω＝2910 Ω。
13．(2017·全国卷Ⅲ)图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝__________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.95 V
解析 (1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。
(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。
若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ。
若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。
14．(2015·全国卷Ⅰ)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100 Ω，满偏电流为1 mA；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3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。
(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA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、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1000 Ω，滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3000 Ω。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R′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：_______________________________________________________________
________________________________________。
答案 (1)15 35 (2)300 3000
(3)c 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2
解析 (1)由并联电路各支路两端电压相等有：使用a和b两个接线柱时1 mA×100 Ω＝(3－1) mA×(R1＋R2)；使用a和c两个接线柱时1 mA×(100 Ω＋R2)＝(10－1) mA×R1，联立可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。
(2)由题意知校准时电路中电流的范围为0.5 mA≤I≤3.0 mA，则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻R总＝满足500 Ω≤R总≤3000 Ω，而两电表的总电阻RA＝150 Ω＋≈183 Ω，故R0＋R应满足317 Ω≤R0＋R≤2817 Ω，可知R0只能选用300 Ω的，R只能选用最大阻值为3000 Ω的。
(3)在图b电路中，当d接c时，若R1损坏则毫安表仍接入电路而有示数，若R2损坏则毫安表不接入电路而无示数，故可由毫安表有无示数来判断损坏的电阻；当d接b时，无论R1还是R2损坏，对毫安表示数的影响相同，从而不能进行判定。
题组三 模拟题
15．(2019·北京平谷区一模)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100 μA、内阻500 Ω的电流计；电动势1.5 V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15 kΩ，然后他将一个10 Ω和20 Ω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20 Ω的电阻，n的取值最合适的是( )
A．10000 B．1000
C．100 D．10
答案 B
解析 由于要测量阻值约20 Ω的电阻，当欧姆表总内阻约为20 Ω时测量结果才比较准确，由于R0非常大，则有R1≈20 Ω，此时干路电流I＝＋，流经电流计电流I′＝，所以n＝＝＝＝751，故n的取值最合适的是1000，A、C、D错误，B正确。
16．(2019·辽宁大连模拟)某同学为了测量一个量程为3 V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3.00×103 Ω，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1.5 V，则电压表的示数应为________ V(结果保留两位有效数字)。
答案 1.0
解析 电压表的内阻R＝3000 Ω，由题图，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＝1500 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，电压表的示数为U＝R＝1.0 V。
17．(2019·安徽省阜阳月考)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择________(填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡，并________再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为________ Ω。
答案 ×10 欧姆调零 70
解析 用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择×10倍率的电阻挡，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如题图所示，测量结果为70 Ω。
18．(2019·湖南省衡阳模拟)(1)某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S________。(选填“闭合”或“断开”)
(2)若(1)中同学检查结果如表所示，由此可以确定________。
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大
A．灯A断路 B．灯B断路
C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路
答案 (1)断开 (2)D
解析 (1)使用多用电表的欧姆挡时，多用电表不能与外部电源形成通路，故用欧姆挡检查电路需将开关S断开。
(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间。
19．(2019·哈尔滨六中冲刺卷)如图是一个多用电表欧姆挡内部电路的示意图。电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω；电池的电动势为1.5 V、内阻为1 Ω；变阻器R0阻值为0～5000 Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池的电动势为1.5 V标度的，当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变________(选填“大”或“小”)；若测得某电阻阻值为300 Ω，则这个电阻的真实值是________ Ω。
(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
答案 (1)小 290 (2)准确
解析 (1)由闭合电路欧姆定律：Ig＝得：R0＝－Rg－r，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的电动势为E＝1.5 V刻度的，测得某电阻阻值为R＝300 Ω时，电流表中的电流I＝，其中RΩ＝＝ Ω＝3000 Ω，当电池电动势下降到E′＝1.45 V时，此时欧姆表的内阻RΩ′＝＝ Ω＝2900 Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝，解得真实值R′＝290 Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω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，可以通过改变调零电阻的阻值使欧姆表内阻保持不变。
20．(2019·山东省临沂一中摸底)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1所示为多量程多用电表的示意图。
(1)当接通1或2时，为________(选填“电流”“电阻”或“电压”)挡，1的量程比2的量程________(选填“大”或“小”)。若选择开关拨至“25 mA”挡，指针的位置如图2所示，则测量结果为________ mA，接通5或6时，5的量程比6的量程________(选填“大”或“小”)。
(2)当接通3或4测量某电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用________(选填“×1”或“×100”)挡，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100 mA，则换挡后电池的电动势E＝________ V；图1中________(选填“A”或“B”)为红表笔。
答案 (1)电流 大 11.5 小 (2)×1 欧姆调零 1.5 A
解析 (1)灵敏电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，所以接通1或2时是电流挡；并联电阻越小，分流越大，改装的电流表量程越大，故1的量程较大；电流表选择挡位为25 mA，电流挡的最小分度是0.5 mA，则读数为11.5 mA；灵敏电流计改装为电压表时，电流计应与电阻串联，由题图2可知当选择开关S旋到5、6位置时测量电压，电流计所串联的电阻越大，改装的电压表的量程越大，故转换开关S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程小。
(2)测电阻时，因用“×10”挡时指针偏转角度过大，则电阻较小，应换用小倍率挡，故应换用“×1”挡，换挡后电路改变，测量前要重新进行欧姆调零，换挡后中值电阻为R＝15 Ω，则换挡后电池的电动势E＝IgR＝0.1×15 V＝1.5 V，根据电流“红进黑出”的原则可知，多用电表内部电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔。
21．(2019·广西南宁摸底)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“×1 k”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“×1 k”倍率的位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”。
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“×1 k”倍率的内部电池的电动势为________ V(保留两位有效数字)。
答案 (1)实物连接图见解析
(2)A.短接 C．22 243(242～244均正确) D．OFF挡(或交流电压最高挡) (3)9.0
解析 (1)根据电路图连接实物图，要注意多用电表的红表笔连接的是多用电表内部电池的负极，所以红表笔应该通过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该通过开关连接微安表的正接线柱。
(2)A.根据欧姆表的使用方法可知，选倍率后应先进行欧姆调零，即将欧姆表的红表笔和黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向刻度盘的最右侧0 Ω处。
C．根据欧姆表的读数规则，读数为22×1 kΩ＝22 kΩ。根据微安表读数规则，微安表读数为243 μA(242～244 μA均正确)。
D．根据多用电表使用规则，实验完毕，由于多用电表内部有电池，为避免表笔短路损坏电池，应该将选择开关扳到OFF挡(或交流电压最高挡)。
(3)欧姆调零后，欧姆挡某倍率的内阻等于表盘上电阻刻度的中央刻度乘以该倍率，即欧姆挡该倍率的中值电阻，由此可知，欧姆挡“×1 k”倍率的内阻为R0＝15×1 kΩ＝15 kΩ。根据闭合电路欧姆定律，可得E＝I(R＋R0)，式中I为微安表读数243 μA，R为多用电表读数(即滑动变阻器接入电路中的电阻和微安表内阻之和)22 kΩ，代入数据，可得E＝243×10－6 A×(22＋15)×103 Ω＝8.991 V≈9.0 V。
22．(2019·陕西省西安市联考)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＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω
B．电流表G：满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝150 Ω
C．定值电阻R1＝1200 Ω
D．电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 Ω
E．电阻箱R4：最大阻值为9999 Ω
F．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。
答案 (1)149 1500 ×10 (2)14 150 100
解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为R内＝＝ Ω＝1500 Ω，则R2＝R内－R1－Rg－r＝149 Ω，中值电阻应为1500 Ω，根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“×1”挡，则中值电阻太大，不符合实际，倍率为“×10”时符合实际。
(2)为了得到“×1”倍率，应让电流表满偏时对应的总电阻为150 Ω，干路中的电流为I1＝ A＝0.01 A，此时电流表中电流应为1 mA＝0.001 A，则与之并联的电阻R3中的电流应为0.01 A－0.001 A＝0.009 A，并联电阻为R3＝ Ω＝150 Ω，R2＋r＝ Ω＝15 Ω，故R2＝15 Ω－1 Ω＝14 Ω；题图b所示电流为0.60 mA，则通过电源的电流为6 mA，因此电路中的总电阻为R总＝ Ω＝250 Ω，故待测电阻为R测＝250 Ω－150 Ω＝100 Ω，即对应的欧姆表的刻度值为100 Ω。
23．(2019·江西新课程检测)小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力。他设计了如图1所示的实验装置，其中MN是一条长20 cm、电阻为20 Ω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自由滑动。直流电源的电动势为4.5 V，内阻可忽略。将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P刚好触到电阻丝的端点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的关系图线如图2所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为________。
答案 (1)如图所示 (2)1.5 (3)F＝U
解析 (1)电阻箱和电阻丝串联，PM间的电阻反映拉力的大小，当拉力为0时，P触到端点M，电压表示数为0，所以电压表与P在电阻丝上的触点和端点M间的电阻丝并联。
(2)当P滑到端点N时，电压表两端的电阻R1＝20 Ω，电阻箱的电阻为R0＝40 Ω，所以电压表的示数U＝E·＝1.5 V。
(3)x单位取cm，由图知x与F的数值关系为x＝0.5F，由题知P在电阻丝上的触点和端点M间的电阻丝的电阻R与x的关系为＝，即R与x数值上的关系为R＝x，所以数量上的关系有F＝2R，由欧姆定律得＝，解得R＝，所以F＝＝U。
考点29 实验：练习使用多用电表 电表的改装 电学创新实验
题组一 基础与经典题
1．如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：
(1)调节________，使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。
(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。
答案 (1)指针定位螺丝 电流 (2)×1 (3)欧姆调零旋钮 电阻 (4)19.0
解析 使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻约为15 Ω，测量20 Ω的电阻时，要使用×1的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0 Ω。
2．在“练习使用多用电表”的实验中，请回答下列问题：
(1)甲同学先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V 100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为________(填写选项前的字母)。
A．将选择开关旋转到“×1 k”的位置
B．将选择开关旋转到“×10”的位置
C．用两表笔与白炽灯连接好并读数
D．将两表笔短接，进行欧姆调零
(2)甲同学按正确的实验操作，指针停在如图甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为________ Ω。
(3)乙同学发现该多用电表“直流50 V”挡损坏了，但“直流10 V”挡能正常使用。打开电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了，如图乙所示。若表头A的满偏电流为1 mA，则应用________kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。
答案 (1)BDC (2)120 (3)40
解析 (1)先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V 100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，说明白炽灯的电阻较小，为了减小测量误差，将选择开关旋转到“×10”的位置，将两表笔短接，重新进行欧姆调零，用两表笔与白炽灯连接好并读数，故合理的操作顺序为BDC。
(2)选择开关处在“×10”挡，由图甲所示可知，电阻测量值为12×10 Ω＝120 Ω。
(3)电阻R2两端电压为40 V，电阻R2阻值为R2＝＝＝4×104 Ω＝40 kΩ，则应用40 kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。
3.某学生实验小组利用图a所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。
(2)将图a中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图b所示，这时电压表的示数如图c所示。多用电表和电压表的读数分别为________ kΩ和________ V。
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图d所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________ V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________ kΩ。
答案 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
解析 (1)欧姆表每次使用前都需要将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)由于红表笔接欧姆表内置电源的负极，因此红表笔也应该与电压表的负接线柱相连，故应和1端相连。
(3)欧姆表读数需要×1 k倍率，因此多用电表读数为15.0 kΩ。电压表的最小刻度是0.1 V，需要估读到最小刻度的下一位，其读数为3.60 V。
(4)当滑动变阻器电阻为零时，欧姆表测得的是电压表的内阻，为12.0 kΩ。
(5)根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为15.0 kΩ，根据(4)中的数据可知，当测内阻是12 kΩ的电压表时，电压表示数是4 V，所以I＝＝ mA，可得E＝I(RV＋R内)＝9.00 V。
4．实际的二极管正向电阻并不为零，反向电阻也不是无穷大，一兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究：
(1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻。
①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率，多用电表的表盘如图甲所示，则电阻为________ Ω；
②多用电表的红表笔应与二极管的________(填“正”或“负”)极相连。
(2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向0～1.5 V电压时的伏安特性曲线，可供选择的器材如下：
电压表V1(量程0～1.5 V，内阻约2000 Ω)
电压表V2(量程0～6 V，内阻约4000 Ω)
电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约10 Ω)
电流表A2(量程0～40 mA，内阻约0.1 Ω)
滑动变阻器R1(总电阻约为10 Ω)
滑动变阻器R2(总电阻约为100 Ω)
电源E(电动势2 V，内阻不计)
开关S，导线若干
①为调节方便，并有尽可能高的精度，请选择合适的器材，电压表________、电流表________、滑动变阻器________；(填写所选器材的符号)
②在虚线方框中画出实验电路原理图；
③该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图丙所示，现将阻值为50 Ω的定值电阻与该二极管串联，并与一电动势为2 V、内阻不计的电源组成闭合电路，二极管上的电压为正向电压，则回路中的电流强度为________ mA。
答案 (1)①130 ②负 (2)①V1 A2 R1 ②图见解析图1 ③14.5
解析 (1)①表盘上的读数为13，再乘倍率，所以电阻为130 Ω。
②根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，要测二极管的正向电阻时，应将红表笔与二极管的负极相连。
(2)①待测二极管加正向0～1.5 V电压，所以电压表应选V1；由二极管加正向电压的伏安特性曲线可知，当电压接近1.5 V时，电流达到最大，接近40 mA，故电流表应选A2；为调节方便，并提高测量的精准度，滑动变阻器应采用分压式接法，所以滑动变阻器应选总阻值较小的R1。
②二极管电阻Rx>，故采用电流表内接法，电路图如图1。
③将50 Ω的定值电阻与电源等效为一个电动势为2 V、内阻为50 Ω的新电源。在二极管的IU图象上作出新电源的IU图线，如图2所示，交点纵坐标即为电路中的电流，此时电流为14.5 mA。
5．某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用。
A．电流表(0～200 μA,100 Ω)；
B．电阻箱(0～999 Ω)；
C．电阻箱(0～9999 Ω)；
D．定值电阻R2(1 kΩ)；
E．变阻器(0～300 Ω)；
F．变阻器(0～800 Ω)；
G．干电池(1.5 V，r＝0)；
H．干电池(9 V，r＝0)；
I．导线若干。
该多用电表需设置0、1为量程0～1 mA的电流挡，0、3为量程0～3 V的电压挡，0、2为欧姆挡。该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。
(1)量程0～1 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________ Ω。
(2)量程0～3 V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________ Ω。
(3)0、2的欧姆挡中变阻器R3应该选择________，电源应该选择________。
(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某未知电阻，他首先进行了欧姆挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转如图乙所示，示数为________ μA，由此可求得未知电阻为________ Ω。
答案 (1)B 25 (2)C 2980 (3)F G (4)120 1000
解析 (1)量程为0～1 mA的电流挡中电阻箱阻值为R1＝＝ Ω＝25 Ω，则R1应该选择B，将其调节为25 Ω；此时电流表的总电阻为rg′＝20 Ω。
(2)量程为0～3 V的电压挡中电阻箱阻值R4＝－rg′＝ Ω－20 Ω＝2980 Ω，则R4应该选择C，将其调节为2980 Ω。
(3)R3最大为800 Ω，故电源电动势最大值为Emax＝Ig′(rg′＋R2＋R3max)＝1.82 V，所以0、2的欧姆挡中电源应该选择G；根据闭合电路欧姆定律，R内＝R3＋R2＋rg′＝＝ Ω＝1500 Ω，则R3＝480 Ω，即变阻器R3应该选择F。
(4)电流表示数为120 μA，此时电路中的电流为0.6 mA，根据E＝I(Rx＋R内)，由此可求得未知电阻为Rx＝－R内＝ Ω－1500 Ω＝1000 Ω。
6．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＝1.5 V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60 μA，内阻Rg＝2 kΩ，表头的表盘如图乙所示。
(1)①开关S1拨至“×1 k”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20 μA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。
(2)图中R3的阻值为________ kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44 V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________ kΩ；若测量结果的读数为25 Ω，则该被测电阻的真实阻值是________ Ω。(结果均保留两位有效数字)
答案 (1)②49 29 ④50 (2)2.78 (3)48 24
解析 (1)②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为49 μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为R0＝－Rg＝ Ω－2 kΩ≈29 kΩ；④当电流表指针满偏时：Ig＝；当电表指针指向20 μA 处时：Ig＝，联立解得Rx＝50 kΩ。
(2)由以上计算可知，当电表指针指向20 μA处时，此时欧姆表内阻R内两端电压为UG＝E＝0.5 V，当在“×1 k”位置时，对应的待测电阻为50 kΩ，可知当在“×100”位置时，对应的待测电阻为Rx′＝50×100 Ω＝5 kΩ，此时Rx′两端电压为U＝E－UG＝1 V；则电流为I＝＝＝0.2 mA，此时通过R3的电流为I3＝I－IG＝200 μA－20 μA＝180 μA，则R3＝＝ Ω≈2.78 kΩ。
(3)若电池电动势为E＝1.5 V时，调零后：Ig＝；若电池电动势为E′＝1.44 V时，调零后：Ig＝；当测量某电阻Rx时，则I＝＝；联立可得＝，当Rx测＝50 kΩ时，代入解得Rx真＝48 kΩ；当Rx测＝25 Ω时，代入解得Rx真＝24 Ω。
7．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“3.8 V 0.3 A”，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．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，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：__________________________________________。
答案 (1)①B ②A (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
解析 (1)①因电源为四节干电池，故电动势E＝6 V，则应选电压表的10 V量程挡较合适；
②因c、d间电压为5.8 V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好。
(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路断开测量；由乙图读数知电阻阻值为6 Ω，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间的电阻；由R＝得R≈12.7 Ω，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。
题组二 高考真题
8．(2016·上海高考)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中。
(1)(多选题)用多用电表测电流或电阻的过程中( )
A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零
B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零
C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测
D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡，其读数为________ V；若选择开关处于“×10”挡，其读数为________200 Ω(选填：“大于”“等于”或“小于”)。
答案 (1)AD (2)5.4 小于
解析 (1)多用电表测量电阻时，更换倍率后都必须重新进行欧姆调零，A正确；测量电流前需要进行机械调零，更换量程时不需要进行再次调零，B错误；在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行试测，若指针偏角过小，再换倍率较大的挡，C错误；在测量未知电流时，必须选择电流最大量程进行试测，避免电表烧坏，D正确。
(2)若选择开关处于“10 V”挡，则电表的最小刻度为0.2 V，此时读数为5.4 V；若选择开关处于“×10”挡，此时指针指示位置约指在“10”和“30”的中间位置，因为欧姆表的刻度特点是右边稀左边密，所以读数应该小于200 Ω。
9．(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA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15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，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。
答案 (1)如图所示 900 R1 (2)45 5 (3)0 35000.0
解析 (1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R1。
(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3) Ω＝35000.0 Ω。
10．(2018·浙江高考)(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挡
B．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点
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挡位，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3 V，内阻可忽略)，电压表(量程3 V，内阻约为3 kΩ)，多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡，对应的内电阻约为40 Ω，4 Ω和0.4 Ω)，滑动变阻器RP(0～10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，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________挡。
答案 (1)EDBCA (2)2.9(2.8～3.0) (3)B 250 mA
解析 (1)操作步骤：先机械调零即E，再欧姆调零，即D、B；再测量电阻即C，最后复位打到“OFF”挡或交流电压最大挡即A，所以顺序为EDBCA。
(2)读数挡位为“×1”挡，表盘读数为2.9，所以读数为2.9 Ω。
(3)由题意可知铅笔芯的电阻Rx很小，采用电流表外接法，A错误；D电路图不是分压器接法，滑动变阻器不能调节电压，D错误；C电路中，由于铅笔芯的电阻Rx很小，调节滑动变阻器的过程中，电压表的变化范围很小，读数误差大，而用R0串联后既能放大电压表读数，又能起到保护作用，故选用B电路图。估测电流最大值为I＝＝230 mA，故要选250 mA挡。
11．(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，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，将图b中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)
A．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
(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1200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200 Ω
C．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＝________。
答案 (1)图见解析 (2)C (3)AC (4)
解析 (1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。
(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 μA，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。
(3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝＋Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。
(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U＝(25－0.25)×10－3 A×R
对并联的电阻kR有
U＝(20－0.25)×10－3 A×kR
解得k＝。
12．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999.9 Ω)；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V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R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到个位)
答案 (1)图见解析 (2)100 2910
解析 (1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，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。
(2)改装电流表需要并联一个电阻，要改装1 mA的电流表需要并联的电阻R1＝＝ Ω＝100 Ω；要改装3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R2＝＝ Ω＝2910 Ω。
13．(2017·全国卷Ⅲ)图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝__________Ω，R4＝__________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)
答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.95 V
解析 (1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。
(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。
(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，＝＝，解得R1＋R2＝160 Ω。
当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 Ω。
(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。
若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ。
若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。
14．(2015·全国卷Ⅰ)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100 Ω，满偏电流为1 mA；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3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。
(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA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、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1000 Ω，滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3000 Ω。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R′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：_______________________________________________________________
________________________________________。
答案 (1)15 35 (2)300 3000
(3)c 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2
解析 (1)由并联电路各支路两端电压相等有：使用a和b两个接线柱时1 mA×100 Ω＝(3－1) mA×(R1＋R2)；使用a和c两个接线柱时1 mA×(100 Ω＋R2)＝(10－1) mA×R1，联立可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。
(2)由题意知校准时电路中电流的范围为0.5 mA≤I≤3.0 mA，则由闭合电路欧姆定律知电路中总电阻R总＝满足500 Ω≤R总≤3000 Ω，而两电表的总电阻RA＝150 Ω＋≈183 Ω，故R0＋R应满足317 Ω≤R0＋R≤2817 Ω，可知R0只能选用300 Ω的，R只能选用最大阻值为3000 Ω的。
(3)在图b电路中，当d接c时，若R1损坏则毫安表仍接入电路而有示数，若R2损坏则毫安表不接入电路而无示数，故可由毫安表有无示数来判断损坏的电阻；当d接b时，无论R1还是R2损坏，对毫安表示数的影响相同，从而不能进行判定。
题组三 模拟题
15．(2019·北京平谷区一模)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100 μA、内阻500 Ω的电流计；电动势1.5 V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15 kΩ，然后他将一个10 Ω和20 Ω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20 Ω的电阻，n的取值最合适的是( )
A．10000 B．1000
C．100 D．10
答案 B
解析 由于要测量阻值约20 Ω的电阻，当欧姆表总内阻约为20 Ω时测量结果才比较准确，由于R0非常大，则有R1≈20 Ω，此时干路电流I＝＋，流经电流计电流I′＝，所以n＝＝＝＝751，故n的取值最合适的是1000，A、C、D错误，B正确。
16．(2019·辽宁大连模拟)某同学为了测量一个量程为3 V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3.00×103 Ω，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1.5 V，则电压表的示数应为________ V(结果保留两位有效数字)。
答案 1.0
解析 电压表的内阻R＝3000 Ω，由题图，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＝1500 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，电压表的示数为U＝R＝1.0 V。
17．(2019·安徽省阜阳月考)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择________(填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡，并________再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为________ Ω。
答案 ×10 欧姆调零 70
解析 用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择×10倍率的电阻挡，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如题图所示，测量结果为70 Ω。
18．(2019·湖南省衡阳模拟)(1)某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S________。(选填“闭合”或“断开”)
(2)若(1)中同学检查结果如表所示，由此可以确定________。
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表示数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大
A．灯A断路 B．灯B断路
C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路
答案 (1)断开 (2)D
解析 (1)使用多用电表的欧姆挡时，多用电表不能与外部电源形成通路，故用欧姆挡检查电路需将开关S断开。
(2)b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间。
19．(2019·哈尔滨六中冲刺卷)如图是一个多用电表欧姆挡内部电路的示意图。电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω；电池的电动势为1.5 V、内阻为1 Ω；变阻器R0阻值为0～5000 Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池的电动势为1.5 V标度的，当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变________(选填“大”或“小”)；若测得某电阻阻值为300 Ω，则这个电阻的真实值是________ Ω。
(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
答案 (1)小 290 (2)准确
解析 (1)由闭合电路欧姆定律：Ig＝得：R0＝－Rg－r，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的电动势为E＝1.5 V刻度的，测得某电阻阻值为R＝300 Ω时，电流表中的电流I＝，其中RΩ＝＝ Ω＝3000 Ω，当电池电动势下降到E′＝1.45 V时，此时欧姆表的内阻RΩ′＝＝ Ω＝2900 Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝，解得真实值R′＝290 Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω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，可以通过改变调零电阻的阻值使欧姆表内阻保持不变。
20．(2019·山东省临沂一中摸底)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1所示为多量程多用电表的示意图。
(1)当接通1或2时，为________(选填“电流”“电阻”或“电压”)挡，1的量程比2的量程________(选填“大”或“小”)。若选择开关拨至“25 mA”挡，指针的位置如图2所示，则测量结果为________ mA，接通5或6时，5的量程比6的量程________(选填“大”或“小”)。
(2)当接通3或4测量某电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用________(选填“×1”或“×100”)挡，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100 mA，则换挡后电池的电动势E＝________ V；图1中________(选填“A”或“B”)为红表笔。
答案 (1)电流 大 11.5 小 (2)×1 欧姆调零 1.5 A
解析 (1)灵敏电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，所以接通1或2时是电流挡；并联电阻越小，分流越大，改装的电流表量程越大，故1的量程较大；电流表选择挡位为25 mA，电流挡的最小分度是0.5 mA，则读数为11.5 mA；灵敏电流计改装为电压表时，电流计应与电阻串联，由题图2可知当选择开关S旋到5、6位置时测量电压，电流计所串联的电阻越大，改装的电压表的量程越大，故转换开关S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程小。
(2)测电阻时，因用“×10”挡时指针偏转角度过大，则电阻较小，应换用小倍率挡，故应换用“×1”挡，换挡后电路改变，测量前要重新进行欧姆调零，换挡后中值电阻为R＝15 Ω，则换挡后电池的电动势E＝IgR＝0.1×15 V＝1.5 V，根据电流“红进黑出”的原则可知，多用电表内部电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔。
21．(2019·广西南宁摸底)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“×1 k”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“×1 k”倍率的位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”。
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“×1 k”倍率的内部电池的电动势为________ V(保留两位有效数字)。
答案 (1)实物连接图见解析
(2)A.短接 C．22 243(242～244均正确) D．OFF挡(或交流电压最高挡) (3)9.0
解析 (1)根据电路图连接实物图，要注意多用电表的红表笔连接的是多用电表内部电池的负极，所以红表笔应该通过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该通过开关连接微安表的正接线柱。
(2)A.根据欧姆表的使用方法可知，选倍率后应先进行欧姆调零，即将欧姆表的红表笔和黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向刻度盘的最右侧0 Ω处。
C．根据欧姆表的读数规则，读数为22×1 kΩ＝22 kΩ。根据微安表读数规则，微安表读数为243 μA(242～244 μA均正确)。
D．根据多用电表使用规则，实验完毕，由于多用电表内部有电池，为避免表笔短路损坏电池，应该将选择开关扳到OFF挡(或交流电压最高挡)。
(3)欧姆调零后，欧姆挡某倍率的内阻等于表盘上电阻刻度的中央刻度乘以该倍率，即欧姆挡该倍率的中值电阻，由此可知，欧姆挡“×1 k”倍率的内阻为R0＝15×1 kΩ＝15 kΩ。根据闭合电路欧姆定律，可得E＝I(R＋R0)，式中I为微安表读数243 μA，R为多用电表读数(即滑动变阻器接入电路中的电阻和微安表内阻之和)22 kΩ，代入数据，可得E＝243×10－6 A×(22＋15)×103 Ω＝8.991 V≈9.0 V。
22．(2019·陕西省西安市联考)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＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω
B．电流表G：满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝150 Ω
C．定值电阻R1＝1200 Ω
D．电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 Ω
E．电阻箱R4：最大阻值为9999 Ω
F．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。
答案 (1)149 1500 ×10 (2)14 150 100
解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为R内＝＝ Ω＝1500 Ω，则R2＝R内－R1－Rg－r＝149 Ω，中值电阻应为1500 Ω，根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“×1”挡，则中值电阻太大，不符合实际，倍率为“×10”时符合实际。
(2)为了得到“×1”倍率，应让电流表满偏时对应的总电阻为150 Ω，干路中的电流为I1＝ A＝0.01 A，此时电流表中电流应为1 mA＝0.001 A，则与之并联的电阻R3中的电流应为0.01 A－0.001 A＝0.009 A，并联电阻为R3＝ Ω＝150 Ω，R2＋r＝ Ω＝15 Ω，故R2＝15 Ω－1 Ω＝14 Ω；题图b所示电流为0.60 mA，则通过电源的电流为6 mA，因此电路中的总电阻为R总＝ Ω＝250 Ω，故待测电阻为R测＝250 Ω－150 Ω＝100 Ω，即对应的欧姆表的刻度值为100 Ω。
23．(2019·江西新课程检测)小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力。他设计了如图1所示的实验装置，其中MN是一条长20 cm、电阻为20 Ω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自由滑动。直流电源的电动势为4.5 V，内阻可忽略。将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P刚好触到电阻丝的端点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的关系图线如图2所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为________。
答案 (1)如图所示 (2)1.5 (3)F＝U
解析 (1)电阻箱和电阻丝串联，PM间的电阻反映拉力的大小，当拉力为0时，P触到端点M，电压表示数为0，所以电压表与P在电阻丝上的触点和端点M间的电阻丝并联。
(2)当P滑到端点N时，电压表两端的电阻R1＝20 Ω，电阻箱的电阻为R0＝40 Ω，所以电压表的示数U＝E·＝1.5 V。
(3)x单位取cm，由图知x与F的数值关系为x＝0.5F，由题知P在电阻丝上的触点和端点M间的电阻丝的电阻R与x的关系为＝，即R与x数值上的关系为R＝x，所以数量上的关系有F＝2R，由欧姆定律得＝，解得R＝，所以F＝＝U。
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