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【期末总复习】人教版(2019)高二物理必修第三册——第15讲 实验:练习使用多用电表(考点精讲)
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第15讲实验:练习使用多用电表
考点一:欧姆表
1.原理:依据闭合电路的欧姆定律制成的,它是由电流表改装而成的.
2.内部构造:由表头、电源和可变电阻三部分组成.
3.测量原理
如图所示,当红、黑表笔接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=.改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.
当不接电阻直接将两表笔连接在一起时,调节滑动变阻器使电流表达到满偏,此时有Ig=,若外加电阻Rx=R+Rg+r时,电流为I==Ig,此时电流表指针在刻度盘的中央,该电阻叫中值电阻.
考点二:多用电表
1.用途
共用一个表头,可分别测量电压、电流、电阻等物理量.
2.最简单的多用电表原理图
如图所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为电流表使用,接通2时,可作为欧姆表使用,接通3时,可作为电压表使用.
3.外形构造如图所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及量程,选择开关旋到不同的位置,多用电表内对应的仪表电路被接通,就相当于对应的仪表.在不使用时,应把选择开关旋转到OFF档或交流电压最高档.
考点三:多用电表的使用
1.测电压
(1)选择直流电压档合适的量程,并将选择开关旋至相应位置.
(2)将多用电表并联在待测电阻两端,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高.
(3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值,读数时注意最小刻度所表达的电压值.
2.测电流
(1)选择直流电流档合适的量程.
(2)将被测电路导线卸开一端,把多用电表串联在电路中.
(3)读数时,要认清刻度盘上的最小刻度.
注意:电流应从红表笔流入多用电表.
3.测电阻
(1)要将选择开关扳到欧姆档上,此时红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极.选好倍率后,先
欧姆调零,然后测量.测量完毕,应把选择开关旋转到OFF档或交流电压最高档.
(2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时,电流都是从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表.
重难点技巧:
一:使多用电表的注意事项
1.使用前要机械调零.
2.电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出.
3.电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程,搞清楚每一小格表示多少,及应读到的有效数字位数.
4.测电阻时注意:
(1)测电阻必须把待测电阻隔离.
(2)牢记两个调零过程,切记换挡需进行欧姆调零.
(3)合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近.
(4)读数时应乘以相应的倍率.
(5)欧姆表的表盘刻度不均匀,一般不估读.
二、多用电表检查电路故障
1.故障种类及特点
电路故障一般有两种情况,即短路和断路.
(1)短路的特点:电路中有电流,但短路部分电压为零;被短路的用电器不工作,与之串联的用电器工作电流增大.
(2)断路的特点:在电源正常的情况下,断路部分电流为零,但断路处有电压,若干路断路则断路处电压等于电源电压.
2.分析与检测方法
(1)电压表检测法
若电路断路,将电压表与电源并联,若有电压说明电源完好,然后将电压表逐段与电路并联,若某一段电压表指针偏转,说明该段电路中有断点.若电路短路,则用电压表逐段与电路并联,某一段电压表示数为零,则该段被短路.
(2)欧姆表检测法
断开电路,用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻,若检测部分示数正常,说明两点间电路正常;若检测部分电阻很小(几乎为零),说明该部分短路;若检测部分指针几乎不动,说明该部分有断路.
【题型归纳】
题型一:多用电表的使用
1.(2021·全国高二课时练习)以下是欧姆表原理的电路示意图,正确的是( )
A.B.C.D.
2.(2021·全国高二单元测试)如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图。单刀多掷开关S可以与不同接点连接。下列说法正确的是( )
A.当S接1或2时为直流电压档,接1时量程较大
B.当S接1或2时为直流电流档,接2时量程较小
C.当S接3或4时为直流电流档,接3时量程较大
D.当S接5或6时为直流电压档,接6时量程较小
3.(2021·兴城市高级中学)一多量程多用电表的简化电路如图所示,该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成,当转动选择旋钮S时,可实现不同的功能。下列关于多用电表的说法,正确的是( )
A.当S接通1或2时,为欧姆挡:当S接通3或4时,为电流挡,当S接通5或6时,为电压挡,接5时量程较大
B.测电阻时,指针偏转至靠近刻度盘最右端,需要将倍率调换到更低倍率挡
C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应,电阻的刻度线是均匀的
D.用多用电表测电流时,红表笔接电源负极一侧,黑表笔接电源正极一侧
题型二:多用电表的读数
4.(2021·福建省连城县第一中学高二月考)如图所示为多用电表的刻度盘,表针如图所示。
(1)若选用的倍率为“×100”,则所测电阻的阻值为______ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡______ (选填“×10”“×100”或“×1 k”)。
(2)若选用的量程为50 mA的电流挡,则所测电流为______mA
(3)若选用的量程为10 V的电压挡,则所测电压为______V ;若选用的量程为250 V的电压挡,则所测电压为______V。
5.(2021·全国高二课时练习)关于多用电表欧姆挡的使用,
(1)测量电阻时,如果选择“×10”挡位发现指针偏转过小,应将选择开关S拨至倍率______的挡位,重新进行______后测量;
(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘:
①如果是用“×10”挡测量电阻,则读数为______Ω;
②如果是用直流5V挡测量电压,则读数为______V。
6.(2021·全国高二专题练习)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a和b的位置,如图所示,若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流10mA
______mA
直流电压50V
______V
b
电阻×100
______Ω
题型三:多用电表欧姆档的测量原理和实验
7.(2021·湖南天心·长郡中学)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)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程.当旋到位置______时,电表可测量直流电流,且量程较大.
(2)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”).
(3)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表盘上刻度线对应的电阻刻度值是______;
②如果将与电流计并联,如图丙所示,这相当于欧姆表换挡,则换挡后可变电阻器阻值应调为______,换挡前、后倍率之比为______.
8.(2021·沙坪坝·重庆八中高二月考)在练习使用多用电表的实验中
(1)某同学用多用电表测量某电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量,其示数如下图所示,则测量结果为___________Ω。
(2)某实验小组利用下列器材研究欧姆档不同倍率的原理,组装如甲图所示的简易欧姆表。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;
E.导线若干,红黑表笔各一只。
①表盘上100μA刻度线对应的电阻值是___________Ω;
②如果将与电流计并联,如乙图所示,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(结果保留两位有效数字),换挡前、后倍率之比为_________。
9.(2021·潍坊北海中学高二月考)某实验小组在练习使用多用电表的实验中.
(1)用多用电表测量某元件的电阻,选用“”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针的偏转角度过小,因此需选择________(填“”或“”)倍率的电阻挡,并需________(填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图甲所示,测量结果为________.
(2)如图乙所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内有一只定值电阻和一个二极管,每两个接线柱之间最多连接一个元件.为了探明盒内元件的连接方式,实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如表所示.
红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
阻值()
200
200
50
3000
250
3200
请在图乙中画出黑箱内的电路结构图.________
(3)实验小组最后将一量程为的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表.
①先用如图丙所示的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S,将电阻箱的阻值调到时,电压表恰好满偏;将电阻箱的阻值调到时,电压表的指针恰好半偏,由以上信息可求得电压表的内阻________.
②将图丙所示的电路稍作改变,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,如图丁所示,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S,调节电阻箱,使指针指在“”处,此处刻度应标阻值为;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“”处对应的电阻刻度为________.
题型五:多用电表测电阻
10.(2021·岳麓·湖南师大附中高三月考)在学习了多用电表的原理以后,某同学对自制多用电表产生了兴趣。他走进物理实验室,用一个满偏电流为、内阻约为的电流表,滑动变阻名和一节电动势为的干电池组装一个欧姆表。
(1)他首先测量了电流表的内阻,另取来一个量程为的电压表和一个总阻值为的电阻箱,测量电路如图1所示,闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,他测得电流表满偏时,电压表的读数为,电阻箱的读数为,则电流表的内阻______。
(2)该同学设计了如图2所示的电路,完成调试后表盘上的刻度对应的电阻值为______。
(3)该同学又从实验室取来的标准电阻与电流表并联,这相当于对图2中的欧姆表换挡,换挡前后欧姆表的倍率之比为______。
(4)该同学还用如图4改装了一个欧姆表:当未接入时,闭合开关S,将红黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏,然后接入红、黑表笔之间开始测电阻,下列关于该欧姆表说法正确的是______。
A.电阻刻度的零位置在灵敏电流表的右端
B.表盘上的电阻刻度是均匀的
C.测位电阻前,欧姆调零不需要红黑表笔短接
D.测量电阻后,应将开关S断开
11.(2021·山西运城·高二月考)某同学要测量。均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为___________。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径___________。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为___________。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻;
电流表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约);
直流电源(电动势,内阻不计);
滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流);
开关;
导线若干。
为减小测量误差,在实验中实验电路应采用图中的___________,但用此电路图测得的电阻值___________真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
A. B.
C. D.
12.(2021·河北高二月考)某实验小组想要测量一量程为6V的电压表的内阻,他进行了如下的操作:
(1)先用多用电表的欧姆挡进行测量,将欧姆挡选择开关拨至“×10”倍率时,发现指针偏角较小,说明电阻较______(填“大”或“小”),于是改用______(填“×1”或“×100”)倍率;欧姆表表盘如图甲所示,根据选好的挡位,读出电压表的阻值为______Ω;每次换挡后都要进行的操作是______(填“机械调零”或“欧姆调零”);测量时,红表笔接电压表的______极(填“正”或“负”)。
(2)为了准确测出电压表的内阻,小明设计了如图乙所示的电路,图中定值电阻的阻值为,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,读出电流表的示数I、电压表的示数U,可知电压表V的内阻______。
(3)为准确测量该电压表的内阻,小红设计了如图丙所示的电路,准备了以下器材:
电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表:量程500μA,内阻
滑动变阻器:0~48kΩ,5mA
滑动变阻器:0~10Ω,1A
定值电阻:10Ω
电源:两极间电压为4V
导线、电键
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______(填器材代号)。若某次测量中电压表和电流表读数分别为U和I,则电压表内阻的计算表达式为____________。
题型六:使用多用电表测量二极管的正反向电阻
13.(2022·浙江高三)现想用指针式多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。
(1)实验前将多用电表调至“×1”挡,将红、黑表笔短接,调节旋钮,使指针指在___________;
(2)连接电路,并将黑表笔接二极管的___________;
(3)在图甲中补上二极管的正向接法___________;
(4)若多用电表的指针偏转情况如图乙所示,则二极管的正向电阻为___________Ω;
(5)另一位同学想要测绘小灯泡的伏安特性曲线,请将电路图丙补充完整___________;
14.(2021·青龙满族自治县第一中学高三月考)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只发光二极管,同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线,并测量其正向电压为3.2 V时的电阻值。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极,同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量,当红表笔接A端、黑表笔接B端时,指针几乎不偏转,反接后有明显偏转,则可以判断二极管的正极是____端。(选填“A”或“B”)
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线:
A.待测二极管D ()B.电源电动势E(4.5 V,内阻较小)
C.电流表 A(量程0~40 mA,内阻可忽略)D.电压表V(量程0~3 V,内阻为6000 Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)F.滑动变阻器R2(最大阻值100 Ω)
G.定值电阻R3(1500 Ω)H.开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选_______(填写器材前字母序号)
②图乙方框中画出了部分电路图,请根据实验器材补充完整电路图;(________)
③某同学以电压表的示数U为横坐标,电流表的示数I为纵坐标,测量出多组数据,描绘的图线如图丙所示,则当二极管的两端电压为3.2 V时,二极管的电阻值为_____Ω。(保留三位有效数字)
15.(2021·全国高二课时练习)用欧姆表“×10”挡测量一个电阻的阻值,调零后测量时,发现指针的偏转角度很大,下列说法正确的是( )
A.流过欧姆表电流过小
B.这个电阻值很大
C.为了把电阻测得更准确些,应换用“×1”挡,重新调零后再测量
D.为了把电阻测得更准确些,应换用“×100”挡,重新调零后再测量
16.(2021·全国高二专题练习)用选择旋钮置于欧姆挡“×10”的位置且已欧姆调零的多用电表测某电阻阻值时,指针位置如图所示。然后将该表选择旋钮置于“250mA”挡,测某电路的电流时,指针仍指在该位置。被测电阻的阻值和被测电流的大小分别约为( )
A.10Ω,30mA B.10Ω,150mA
C.100Ω,30mA D.100Ω,150mA
17.(2021·山东曲阜一中高二月考)某同学用多用电表的欧姆挡的“”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度很大,为了准确测定该电阻的阻值,正确的做法是( )
A.应把选择开关换到“”挡,重新进行欧姆调零后再测量
B.应把选择开关换到“”挡,不用再进行欧姆调零就直接测量
C.应把选择开关换到“”挡,重新进行欧姆调零后再测量
D.应把选择开关换到“”挡,不用再进行欧姆调零就直接测量
【双基达标】
一、单选题
18.(2021·安徽合肥·高二期末)关于多用电表的使用,下列说法中正确的是( )
A.测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零
B.测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流从“一”接线柱流入多用电表
C.测量电压、电流前要进行机械调零,测电阻时不需要进行机械调零
D.用欧姆挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越大
19.(2022·全国高三专题练习)一多量程多用电表的简化电路如图所示,该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成,当转动选择旋钮S时,可实现不同的功能。下列关于多用电表的说法,正确的是( )
A.当S接通1或2时,为欧姆挡:当S接通3或4时,为电流挡
B.当S接通5或6时,为电压挡,接5时量程较大
C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应
D.电阻刻度是均匀的
20.(2020·安徽省太和第一中学高二月考)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;滑动变阻器R0阻值范围为0~5000Ω。该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V标度的。当电池的电动势下降到1.45V,内阻增大到4Ω时,若测得某电阻阻值为2400Ω,则这个电阻的真实值是( )
A.2600Ω B.2320Ω C.2200Ω D.2100Ω
21.(2013·湖南华容·高二期末)用多用电表的欧姆档测量一未知电阻的阻值, 若将选择倍率的旋钮拨至“´100”位置, 测量时指针停在刻度盘附近, 为提高测量的精确度, 下列供选择的步骤是①将两表笔短接;②将选择开关拨至“ ”档;③将选择开关拨至“´”档;④将两表笔分别接触待测电阻两端, 记下读数;⑤调节调零电阻, 使指针指在刻度线上; ⑥将选择开关拨至“OFF”档。
这些步骤必要、合理的顺序是( )
A.②①④⑤⑥ B.③①⑤④⑥
C.②①⑤⑥ D.③④⑥
三、填空题
22.(2021·全国高二专题练习)某同学用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用____________(填“×1”或“×100”)挡,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图所示,则金属丝的阻值约为______________Ω(结果保留两位有效数字)。
23.(2020·河南南阳·)某同学欲利用图示电路将电流表G改装为双量程电压表。已知电流表G的量程为100µA、内阻为500Ω,若要求改装后的电压表的量程分别为3V和15V,则图中串联的分压电阻应为R1=______Ω、R2=______Ω。
24.(2021·全国高二专题练习)如图所示,是一种多用电表的量程选择开关,V是测量______,mA是测量______,Ω是测量______。可以看出该表能直接测的直流电压最高不能超过______;测量一节干电池的电压应选用______量程,测量我国照明用电的电压应选用______量程。
25.(2020·广东湛江二十一中高二开学考试)一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻时,操作步骤正确,但指针偏转角度较小,为了较准确地进行测量,应换到______________挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是____________,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值是____________Ω。若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为________mA。
四、实验题
26.(2021·全国)甲所示为某多用电表内部简化电路图。
某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻如图乙。
(1)主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表______(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用______(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕。
(2)实验中表盘示数如图丙所示,则欧姆表的读数为______Ω,这时电压表读数为______V。
(3)请你求出欧姆表内部电源电动势为______V。(保留两位有效数字)
27.(2021·济南德润高级中学高二月考)(1)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①将K旋转到电阻挡“”的位置。
②将插入“”、“”插孔的表笔短接,旋动部件______(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线。
③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图所示。为使测量比较精确,应将选择开关旋到_______(选填“”、“”、“”)的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量。
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图虚线框中所示,电源电动势为E、内阻为r,为调零电阻,为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值的关系式为_________;
28.(2021·四川成都·高三开学考试)某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
(1)如图(a),先用多用电表“”挡粗测其电阻R=____Ω,然后用图(b)的螺旋测微器测其直径___________mm,再用毫米刻度尺测其长度为L。
为了减小实验误差,需进一步测其电阻R,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表量程,内阻约为;
B.电压表量程,内阻约为;
C.电流表量程,内阻约为;
D.电流表量程,内阻约为;
E.滑动变阻器;
F.滑动变阻器;
G.电池组电动势为;
H.开关,导线若干。
(2)为减小实验误差,选用如图(c)为该实验的电路原理图,则电压表应选___________,电流表应选___________,滑动变阻器应选___________。均填器材前的字母代号
(3)通过移动滑动变阻器测得多组电压U和电流I的值,并以U为纵轴、I为横轴建立图像,作出一条过原点的倾斜直线,若直线斜率大小为k,则该金属丝电阻率ρ=_______用题中字母、k、L、d及数字表示。
29.(2021·浙江高三月考)兴趣小组为了测量某电阻的阻值。
(1)先用多用电表进行粗测,在使用前发现电表指针位置如图甲所示,则该同学应先调节位置______(选填“①”或“②”);将选择开关调至欧姆挡“挡”,进行正确的操作后,指针位置如图乙所示,则电阻的测量值约为______。
(2)实验室可供选择的器材有:
①电流表(量程,内阻);
②电流表(量程,内阻约为);
③电压表(量程,内阻);
④滑动变阻器(,额定电流1A);
⑤滑动变阻器(,额定电流0.1A);
⑥标准电阻;
⑦标准电阻;
⑧两节新的干电池
以及单刀单掷开关S一个;导线若干。
(i)用以上器材设计电路,要求尽可能减小测量误差,测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化,则滑动变阻器在电路中应选择______(选填“分压”或“限流”)接法,滑动变阻器应选______。(填写上述器材元件前的序号)
(ii)请在答题纸的方框内画出测量电阻的实验电路图,并在电路图中标注所用元件对应的符号________。
30.(2021·鱼台县第一中学)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径为__________mm。
(2)在测量电阻时,采用了如下方法:
①用多用电表粗测:该同学选择×10倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大,为了较准确地进行测量,应该选择__________倍率(选填“×1k”、“×100”、“×1”),并重新欧姆调零,正确操作测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是_________Ω
②为了准确测定圆柱体的阻值,除被测电阻外,实验室提供了如下实验仪器:
A.直流电源(电动势约为3V,内阻可不计)
B.直流电流表(量程 ,内阻约为0.1Ω)
C.直流电流表(量程0-100mA,内阻为3Ω)
D.直流电压表(量程 ,内阻约为10kΩ)
E.直流电压表(量程 ,内阻约为5kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)
H.电阻箱( )
I.电键一只,导线若干
为了方便调节,并要求电压表示数从零开始变化,电流表应选取______,电压表应选取______,滑动变阻器应选取______。(填器材编号)
请你根据要求设计实验电路图______
31.(2021·全国高二课时练习)在“多用电表的使用”实验中:
(1)如图1所示为一正在测量中的多用电表表盘,如果用电阻挡“× 100”测量,则读数为________;如果用“直流5 V”挡测量,则读数为________V。
(2)甲同学利用多用电表测量电阻,他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为_________(填写选项前的字母)。
A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置
B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ”
(3)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量,以下操作正确的是________。
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2的电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2的电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3的电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
32.(2021·福建高三开学考试)热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。学校科技小组欲利用热敏电阻制作一个体温计。
(1)先用多用电表的欧姆挡粗测热敏电阻的阻值。选择开关打到“×100”挡,按正确步骤操作,测量热敏电阻的阻值、示数如图甲中虚线所示,为了较准确测量,应将选择开关打到__________(选填“×1k”或“×10”)挡,进行欧姆调零,再测量热敏电阻的阻值,示数如图甲中实线所示,则热敏电阻的阻值为__________Ω。
(2)用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值,若提供的电压表的内阻约为80,电流表的内阻约为2Ω,则应选用电流表__________(选填“内接法”或“外接法”)测量热敏电阻的阻值。根据测得的热敏电阻在不同温度下的阻值,用描点法得到热敏电阻的阻值与温度t的关系图像如图乙所示。
(3)将热敏电阻与电源(电动势E为1.5V,内阻不计)、电流表A(量程为9,内阻为4Ω)、保护电阻、开关S连成图丙所示电路,用热敏电阻做测温探头,把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。若要求电流表指针满偏的位置标为45,则电阻__________Ω,电流表6处应标为_________。(结果均保留两位有效数字)
33.(2021·重庆北碚·西南大学附中)为测量某导体的电阻,小明进行了如下实验步骤:
(1)用多用电表粗测其电阻,他选择倍率,用正确的操作方法测量时,发现多用电表指针向右偏转角度较大。应将选择开关旋至欧姆挡__________(选填“”或“”);
(2)按正确步骤测量时,指针指在图示位置,的略粗测量值为__________;
(3)小明在实验室用下列器材进行准确测量:
电压表V(量程,内电阻约)
电流表(量程,内电阻为)
电流表(量程,内电阻为)
滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
直流电源E(电动势为,内电阻约为电键及导线若干
为多测几组电流、电压值,故电流表应选用__________,滑动变阻器选用________(选填器材代号),利用选择的器材,请你在方框内画出实验电路图(______)。小明用该电路图某次测量得电压表、电流表示数分别为U、I则待测电阻准确值的表达式为_________。
【答案详解】
1.C
【详解】
AB.欧姆表的红、黑表笔分别与内部电源的负、正极相连,故AB错误;
CD.闭合电路中的外电路,电流从电源的正极流向负极,对于电流表电流应从正接线柱进、从负接线柱出,故C正确,D错误。
故选C。
2.B
【详解】
AB.当开关S旋到位置1、2位置,电阻与表头并联,则多用电表就成了电流表,接1时分流电阻小,其分流大,则量程大;接2时分流电阻大,其分流小,则量程小,故A错误,B正确;
C.当开关S旋到位置3或4,电路中有电源,则多用电表就成了欧姆表,故C错误;
D.当开关S旋转到5、6位置,表头与电阻串联,则多用电表就成了电压表,串联电阻越大,则量程越大,所以接5时量程较小,接6时量程较大,故D错误。
故选B。
3.B
【详解】
A.当S接通1或2时,此时灵敏电流计与电阻并联,为电流档,当S接通3或4时,电路中有电源,为欧姆档,当S接通5或6时,为电压挡,总电压越大量程越大,接5时,整个电路的电阻比接6的时候要小,因此接5时量程较小,故A错误;
B.测电阻时,指针偏转至靠近刻度盘最右端,电阻越小,所以应换更低倍率挡,故B正确;
C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应,电阻的刻度是左密右疏,左大右小,故C错误;
D.用多用电表测电流时,红表笔为电流流入端,红表笔接电源正极一侧,黑表笔为电流流出端,黑表笔接电源负极一侧,故D错误。
故选B。
4.1 500 ×1 k 30.8(30.7~30.9均可) 6.1 154
【详解】
(1)[1]若选用的倍率为“×100”,则所测电阻的阻值为15×100Ω=1500 Ω;
[2]如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡×1 k。
(2)[3]若选用的量程为50 mA的电流挡,最小刻度为1mA,则所测电流为30.8mA;
(3)[4]若选用的量程为10 V的电压挡,最小刻度为0.2V,则所测电压为6.1V ;
[5]若选用的量程为250 V的电压挡,最小刻度为5V,则所测电压为154V。
5.×100 欧姆调零 300 2.30
【详解】
(1)[1][2]测量电阻时如果指针偏转过小,所选挡位太小,应换大挡,应将选择开关S拨至倍率较大的挡住,即为×100,并重新进行欧姆调零后测量。
(2)[3]如果是用×10挡测量电阻,由图示表盘可知,其读数为
R=30×10Ω=300Ω
[4]如果是用直流5V挡测量电压,由图示表盘可知,其分度值为0.1V,其读数为2.30V。
6.2.0 10.0 320
【详解】
[1]指针在a位置时,直流电流10mA挡,读第二行刻度“0~10”一排,最小分度值为0.2mA,估读到0.1mA就可以了,读数为2.0mA。
[2]指针在a位置时,直流电压50V挡,读第二行刻度“0~50”一排,最小分度值为1V,估读到0.1V就可以了,读数为10.0V。
[3] 指针在b位置时,电阻×100挡,读第一行刻度,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率100,读数为320Ω。
7.1 偏大 99.01
【详解】
(1)[1]当旋到位置1时与表头并联的电阻阻值较小,此时电流表量程较大
(2)[2]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,由
可知当变小时,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
(3)[3]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
[4][5]电流表内阻为,给电流表并联的电阻,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
8.260 99 100:1
【详解】
(1)[1]由如图所示指针可知,测量结果为
26×10Ω=260Ω
(2)[2]①欧姆表中值电阻等于其内阻,则中间刻度值对应示数为
根据
,
解得
②[3][4]电流表的内阻为99Ω,给电流表并联1Ω的电阻,电流表的量程扩大100倍,用该电流表改装欧姆表,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为100:1。此时滑动变阻器阻值
9. 欧姆调零 1200 见解析 6 1
【详解】
(1)[1][2][3]多用电表指针的偏转角度过小说明指针靠近无穷处,即电阻过大,所以要换更高的挡位,因此需选择“”倍率的电阻挡,同时注意欧姆调零,多用电表的测量结果为;
(2)[4]A、B间电阻与电流方向无关,因此一定是定值电阻,A、C间电阻与电流方向有关,电流从C到A时电阻远小于反向电阻,说明二极管一定直接接在A、C间,且C为正极,黑箱内的电路结构图如图所示
.
(3)①[5]由图丙所示电路图可知电源的电动势
由题意可知
联立解得
②[6]若电压表的示数为,电路中的电流为
其中
代入数据解得
10.10 500 10:1 CD
【详解】
(1)[1]设电阻箱的阻值为,则有
解得
(2)[2]图2电路,表头总内阻为
当
根据
解得
(3)[3]图3电路,电流表满偏时,总电流
表头的总内阻
故换挡前后欧姆表的倍率之比为10:1
(4)[4]A.由图可知,该电路是利用并联分流的特点改装的。当红黑表笔短接时,电流计被短路了,示数为0,此欧姆表的零刻度在电流表的左端,A错误;
B.利用闭合电路的欧姆定律,表盘刻度是不均匀的,B错误;
C.测量电阻前,需要将红黑表笔断开,调节可变电阻,使电流表满偏,C正确;
D.测量电阻后,该电路仍闭合,故应将开关S断开,D正确。
故选CD。
11.102.30 4.950 120 A 小于
【详解】
(1)[1]用游标卡尺测量其长度为L=10.2cm+0.05mm×6=102.30
(2)[2]用螺旋测微器测量其直径D=4.5mm+0.01mm×45.0=4.950
(3)[3]该电阻的阻值约为12×10Ω=120
(4)[4][5]因
即电压表内阻远大于待测电阻,可知电路要采用电流表外接;滑动变阻器要用分压电路,则电路图选择A;在该电路中,由于电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则用此电路图测得的电阻值小于真实值。
12.大 ×100 3600Ω(或) 欧姆调零 负
【详解】
(1)[1][2]欧姆表左边电阻大,右边电阻小,且刻度不均匀。不测电阻时,指针在最左端不偏转,当偏角较小时,指针靠近左端,说明电阻较大,需要换更大的倍率,欧姆表选择“×100”挡位;
[3]由表盘可知,20与40之间是10分度的,因此分度值是2,欧姆表读数为:。
[4][5]每次换挡都要重新进行欧姆调零,而机械调零只在实验开始时调一次,之后不再调节。多用电表内置电源,对欧姆表有“红进黑出”,对电压表或电流表有“正进负出”,因此红表笔应接电压表的负极。
(2)[6]干路电流等于支路电流之和,所以
整理得
(3)[7]电压表可能的最大电流为
远小于0.6A,为方便读数电流表选,并与并联。
[8]为了能多次测量电压和电流,采用分压式接法,所以滑动变阻器选最大阻值较小的。
[9]流过电压表的电流
所以电压表内阻
13.电阻0刻度处 正极 16.0(或16)
【详解】
(1)[1]在进行欧姆调零时,应将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指到电阻的零刻度处;
(2)[2]根据多用表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触,所以将黑表笔接二极管的正极;
(3)[3]连接电路如图所示
(4)[4]欧姆表的读数为
R=16×1Ω=16Ω
(5)[5]因为小灯泡的电阻较小,所以电流表采用外接法,为了使小灯泡得电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压器电路,所以连接电路如图所示
14.A E 160
【详解】
(1)[1]当红表笔接A端、黑表笔接B端时,指针几乎不偏转,则说明测量的是反向电压,而电流是从黑表笔流出的,所以黑表笔接的是二极管的负极,即正极在A端。
(2)①[2]因要测量多组数据且电压和电流从零开始变化,所以用分压电路,则滑动变阻器选小电阻,则选E。
②[3]由于电压表的最大量程为3 V,量程不够,所以要与定值电阻串联来扩大量程,且电流表内阻很小,则电流表内接;
③[4]由图丙可得,当二极管两端电压为3.2V时,设电压表示数为U,则有
代入数据解得
由图丙可知,此时电流表示数为20mA,根据欧姆定律可得
15.C
【详解】
用欧姆表测电阻时为了减小误差,应使指针指在表盘中央附近,调零后测量时发现指针的偏转角度很大,因此为了使偏角减小,应缩小其倍率值,故应选用“×1”挡,重新调零后再测量。
故选C。
16.D
【详解】
由图示可知,被测电阻阻值为
择旋钮置于“250mA”电流挡,由表盘可知其分度值是,则电流表示数为。
故选D。
17.C
【详解】
用多用电表的欧姆挡的“”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度很大,说明倍率档选择的过高,则为了准确测定该电阻的阻值,应该选择“”挡,重新进行欧姆调零后再测量。
故选C。
18.A
【详解】
A.测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零,因为换挡后欧姆表的内阻发生改变,所以必须重新欧姆调零,则A正确;
B.测量直流电压、直流电流、电阻时电流都是从“+”接线柱流入多用电表,所以B错误;
C.多用电表使用前都需要进行机械调零,所以测电阻时也需要进行机械调零,则C错误;
D.用欧姆挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越小,因为电阻越大,通过的电流越小,指针向右偏转越小,所以D错误;
故选A。
19.C
【详解】
A.由图可知,当S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,电阻与表头并联,由图可知,当S与3、4连接时,测量电阻,表内有电源,为欧姆档,A错误;
B.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,故接6时量程较大,B错误;
C.多用表的电阻刻度线大小与电流电压的刻度线大小相反,电流最大处,电阻为0,C正确;
D.由
故电阻的刻度线是不均匀的,刻度值越大处刻度线越密,D错误。
故选C。
20.B
【详解】
将两表笔短接,则电流表满偏,根据闭合电路的欧姆定律得
解得
在两表笔之间接入一个的电阻,则流过表头的电流
电池的电动势和内阻发生变化后,欧姆表需要重新调零,将两表笔短接,则电流表满偏,由闭合电路的欧姆定律得
解得
在测量未知电阻时,由于读数为,则流过表头的电流,由闭合电路的欧姆定律得
解得
故选B。
21.B
【详解】
用“×10”挡测电阻时,指针停在刻度盘附近,说明所选挡位太大,为准确测量电阻阻值,应换用小挡,应选“×”挡,然后对欧姆表重新进行欧姆调零,然后再测电阻阻值,欧姆表使用完毕后,要把选择开关置于OFF挡或交流电源最高挡上。
故选B。
22.×1 10
【详解】
[1]指针偏转过大,说明待测电阻小,所以应该选择更小的挡位,所以应选×1;
[2]观察指针,指向10刻度,再与挡位相乘,所以电阻阻值为10×1=10欧。
23.2.95×104 1.2×105
【详解】
[1]改装为3V时,由欧姆定律可得
解得
[2]改装为15V时,由欧姆定律可得
解得
24.直流电压 直流电流 电阻 500V 直流2.5V 交流250V
【详解】
多用电表的右上角的标识V是测量直流电压;
多用电表的左下角的标识mA是测量直流电流;
多用电表的左上角的标识Ω是测量电阻;
可以看出该多用电表能直接测的直流电压最高不能超过500V;
测量一节干电池的电压应选用直流2.5V量程;
我国照明用电的电压为交流220V,所以测量我国照明用电的电压应选用交流250V量程。
25.×100 重新调零 2.2×103 0.41
【详解】
[1][2][3][4]针偏转角度小→电阻较大→换用大倍率(×100)量程→重新电阻调零→读数
22×100Ω=2.2×103Ω
若量程为1mA→最小刻度0.02mA→读数
20.5×0.02mA=0.41mA
26.负 ×1 k 4.0×104 2.20 3.0
【详解】
(1)③[1]用欧姆表粗测电压表内阻,欧姆调零后,要将欧姆表的红接线柱与待测电压表的负接线柱相连,黑表笔与另一接线柱相连,进行测量。
④[2]发现指针偏转角很小,则说明示数较大,要减小示数则增大倍率,即改为×1k的倍率,重新调零后再测量;
(2)[3][4]欧姆表的读数为
RV=40.0×1 000 Ω=4.0×104 Ω
电压表读数为
U=2.20 V
(3)[5]根据①采用的挡位可知中值电阻即欧姆表内阻为
rg=1.5×104 Ω
根据闭合回路欧姆定律可得
代入数据解得
E=3.0 V
27.D
【详解】
(1)[1]在进电阻测量时,每次调整档位均应进行欧姆调零,即旋转D旋钮;
[2]由图知测电阻时指针的偏角太大,说明电阻较小,应换挡,并需重新欧姆调零;
(2)[3]由闭合电路欧姆定律可知:电流
28.6.0 4.699 A D E
【详解】
(1) [1]用多用电表“”挡粗测其电阻,由图所示可知,所测阻值为
[2]由图示螺旋测微器可知,其示数
(2) [3]电源电动势为3V,电压表应选择A;
[4]电路最大电流约为
电流表应选择D;
[5]由图示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择E。
(3) [6]由欧姆定律可知,图象的斜率
由电阻定律得
解得,电阻率
29.① 28 分压 ④ 见解析
【详解】
(1)[1][2]用多用电表进行粗测,在使用前发现电表指针位置如图甲所示,则该同学应先调节机械调零旋钮,即图甲中位置①;将选择开关调至欧姆挡“挡”,进行正确的操作后,指针位置如图乙所示,则电阻的测量值约为
(2)(i)[3][4]由于待测电阻为,为较小电阻,为了尽可能减小测量误差,测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化,则滑动变阻器在电路中应选择分压接法,滑动变阻器应选较小的,即④;
(ii)[5]由题中提供电源为两节干电池,即电源电动势为3V,通过待测电阻的最大电流约为
若选用3A的电流表测量误差较大,由于测量时电表的读数要求大于其量程的一半,因此可以把定值电阻与电流表串联改装成电压表与待测电阻并联,测出待测电阻两端的电压,同时利用电压表与并联,再与待测电阻部分串联,测出待测电阻部分电路的总电流,从而得出流经的电流,即测量原理为
可设计如图所示电路
30.3.206mm ×1 6.0 C E F
【详解】
(1)[1]该圆柱体的直径为
(2)①[2][3]指针偏转角度太大,即读数太小,为了使指针回到中间区域较准确地进行测量,应减小倍率,该选择“×1”倍率,并重新欧姆调零,正确操作测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是6.0Ω。
②[4][5][6]电源电动势约为3V,故电压表应选取E,估算电流为0.5A,故电流表应选取C,再并联电阻箱改装成量程合适的电流表,为便于调节减小误差,滑动变阻器应选取F。
[7]电压要从零开始调节,滑动变阻器采用分压式解法,电流表与电阻箱并联改装成量程合适的新电流表,由于电流表内阻已知,故采用内接法,测量值扣去新电流表内阻可得到待测电阻的真实值,实验电路如图所示
31.6×102 3.60 A、D、C(不可以改变顺序) A、C(可以改变顺序)
【详解】
(1)[1][2]多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度,根据挡位可知阻值为6×102 ;测电压时,由于精度为0.1 V,需要估读一位,根据量程“50”的刻度可知电压为3.60 V。
(2)[3]欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小,需选取大挡位,进行欧姆调零后再测阻值,故顺序为:A、D、C。
(3)[4]多用电表一定是红表笔电流流入、黑表笔电流流出,图2 是测电压,图3 是测电流,表笔位置正确,故选项AC正确,BD错误。
32.×10 240 外接法 2.7 29
【详解】
(1)[1][2]用多用电表测量电阻,指针应指在满刻度到之间,故需要换用“×10”挡测量,换挡后需重新进行欧姆调零;由题图甲实线读出热敏电阻的阻值为
(2)[3]由于
应采用电流表外接法。
(3)[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
由题图乙得当时,,代入数据解得
电流表的指针指在6处,热敏电阻的阻值
结合题图乙可知对应的温度为29。
33. 220 见解析
【详解】
(1)[1]测量时发现指针向右偏转角度太大,说明待测电阻阻值较小,选用的倍率太大,为使测量结果更加准确,应将选择开关置于“”的挡位。
(2)[2]多用表测量电阻时,读表盘最上面一圈,读出的示数为22.0,选择的挡位为“”挡位,则该电阻阻值为。
(3)[3]电压表量程为,则通过电阻的最大电流为
则电流表应该选。
[4][5]为多测几组电流、电压值,电路采用分压式,则滑动变阻器选。
为了准确测量,由于电流表内阻已知,电压表内阻未知,所以电流表采用内接。则电路图如下
[6]由欧姆定律得
解得
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