《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

例 5 (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，$ R_{0} $ 为调零电阻 (最大阻值为 $ R_{0m} $)，$ R_{s} $、$ R_{m} $、$ R_{n} $ 为定值电阻 ($ R_{s} + R_{0m} ＜ R_{m} ＜ R_{n} $)，电流计 $ G $ 的内阻为 $ R_{G} $ ($ R_{s} \ll R_{G} $). 用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
(1) 短接①②，将单刀双掷开关 $ S $ 与 $ m $ 接通，电流计 $ G $ 示数为 $ I_{m} $；保持电阻 $ R_{0} $ 滑片位置不变，将单刀双掷开关 $ S $ 与 $ n $ 接通，电流计 $ G $ 示数变为 $ I_{n} $，则 $ I_{m} $大于 $ I_{n} $ (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 (欧姆零点在电流计 $ G $ 满偏刻度处) 时，调零电阻 $ R_{0} $ 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①②间接入阻值为 $ 100 \Omega $ 的定值电阻 $ R_{1} $，稳定后电流计 $ G $ 的指针偏转到满偏刻度的 $ \frac{2}{3} $；取走 $ R_{1} $，在①②间接入待测电阻 $ R_{x} $，稳定后电流计 $ G $ 的指针偏转到满偏刻度的 $ \frac{1}{3} $，则 $ R_{x} = $400 $ \Omega $.

答案：
(1)大于
(2)×10
(3)向上
(4)400
[解析]
(1)由于R_n ＞ R_m，所以I_gm大于I_g.
(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时电路中总电阻较大，中值电阻较大，能接入的待测电阻的阻值也较大，故应该为欧姆表的×10挡位
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，即开关S从m拨向n，电路中的总电阻增大，干路电流减小，为了使电流计满偏，则需增大通过电流计的电流，故调零电阻R_0的滑片应该向上调节
(4)设欧姆表内部等效电阻为R，根据闭合电路欧姆定律有，$\frac{2}{3}I_g=\frac{E}{R + R_x}$，$I_g=\frac{E}{R}$，联立解得$R_x = 400Ω$.

例 6 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 (一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端. 现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为 $ 60 \ mA $ 的电流表，电阻箱，导线若干. 实验时，将多用电表调至×1 挡，调好零点；电阻箱置于适当数值. 完成下列填空：
(1) 仪器连线如图甲所示 (a 和 b 是多用电表的两个表笔). 若两电表均正常工作，则表笔 a 为黑 (填“红”或“黑”) 色；

(2) 若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙、丙、丁所示，则多用电表的读数为14 $ \Omega $，电流表的读数为53.0 $ mA $，电阻箱的读数为4.6 $ \Omega $；

(3) 计算得到多用电表内电池的电动势为1.54 $ V $ (保留 3 位有效数字)；
(4) 欧姆表刻度上中间刻度值为 15，若将两表笔短接，流过多用电表的电流为103 $ mA $ (保留 3 位有效数字).

答案：
(1)黑
(2)14 53.0 4.6
(3)1.54
(4)103
[解析]
(1)根据“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a表笔接在电流表的正接线柱，故电流经过多用电表从a表笔流出，故a表笔为多用电表的黑表笔.
(2)欧姆表读数为R = 14.0Ω；电流表读数为I = 53.0mA；
电阻箱读数为4×1Ω + 6×0.1Ω = 4.6Ω
(3)欧姆表的内阻r = R_中≈15Ω，由欧姆定律得：
E = I(R + r)≈1.54V.
(4)两表笔短接，则$I_g=\frac{E}{r}≈103mA$.