高考物理考点一遍过 考点44 实验:练习使用多用电表
展开高考物理一轮复习策略
首先,要学会听课:
1、有准备的去听,也就是说听课前要先预习,找出不懂的知识、发现问题,带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐,也更听得进去,容易掌握;
2、参与交流和互动,不要只是把自己摆在“听”的旁观者,而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因,出现了那些似懂非懂、不懂的知识,课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次,要学会记忆:
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类,做成思维导图或知识点卡片,会让你的大脑、思维条理清醒,方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图,思维导图是一种将放射性思考具体化的方法,也是高效整理,促进理解和记忆的方法。最后,要学会总结:
一是要总结考试成绩,通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活
1.多用电表
多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。另外,还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔。
2.二极管的单向导电性
(1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。
(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。
(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。
3.练习使用多用电表
(1)实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
(2)实验步骤
①观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。
②机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。
④测量小灯泡的电压和电流
A.按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。
B.按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
⑤测量定值电阻
A.根据被测电阻的大约阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指欧姆表的“0”刻度,若不指欧姆表的“0”刻度,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
B.将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
C.读出指针在刻度盘上所指的数值,观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率,用读数乘以倍率,即得测量结果;
D.测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
⑥探索黑箱内的电学元件
判断目的 | 应用挡位 | 现象 |
电源 | 电压挡 | 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源 |
电阻 | 欧姆挡 | 两接线柱间正、反接时示数相同 |
二极管 | 欧姆挡 | 正接时示数很小,反接时示数很大 |
电容器 | 欧姆挡 | 指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢 |
4.规律方法总结
(1)多用电表使用注意事项
①表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向应为“红入黑出”。
②区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。
③由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率。
④使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
⑥测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零。
⑦使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。
(2)多用电表对电路故障的检测
高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种,且故障一般只有一处。
①断路故障的检测方法[来源:学科网]
A.将多用电表拨到电压挡作为电压表使用。
a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表的示数为零,则说明该部分电路完好,若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点。
B.将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
C.用欧姆挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。
不能用欧姆表检测电源的情况。
②短路故障的检测方法
A.将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
B.用电流表检测,串联在电路中的电流表若示数不为零,故障应是短路。
5.欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧
(1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘
①左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零与电流、电压最大刻度重合。
②刻度不均匀:左密右疏。
③欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。
在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
(2)欧姆表的读数
①为了减小读数误差,指针应指在表盘到的部分,即中央刻度附近。
②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时,要估读到下一位,其余情况都不用估读。
③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。
(3)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位。
(4)多用电表使用的“七大注意”
①使用前要机械调零。
②两表笔在使用时,电流总是“红入黑出”。
③选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流、电阻,还要分清是交流还是直流。
④电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡。
⑤刻度线有三条:上为电阻专用,中间为电压、交流、直流共用,下为交流2.5 V专用。
⑥测电阻时:A.待测电阻与电路、电源一定要断开;B.两手一定不要同时接触两笔金属杆;C.指针指中值附近较准,否则换挡;D.每换一挡必须重新欧姆调零;E.读出示数要乘以倍率。
⑦使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
(5)探索黑箱内的电学元件
探究项目 | 应用挡位 | 现 象 |
电源 | 电压挡 | 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源 |
电阻 | 欧姆挡 | 两接线柱正、反接时示数相同 |
二极管 | 欧姆挡 | 正接时示数很小,反接时示数很大 |
电容器 | 欧姆挡 | 指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢 |
电感线圈 | 欧姆挡 | 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数[来源:学科网ZXXK] |
某物理兴趣小组在练习使用多用电表的实验中,设计如图(a)所示的电路。回答下列问题:
[来源:学*科*网]
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,欧姆调零后将图(a)中多用电表的黑表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。
(2)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。
(3)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R1和U1,可知电压表的内阻RV=__________。
(4)设此多用电表表内电池的电动势为E,电阻“×1k”挡的内部电路总电阻为R,则E与R的关系式为__________________(用前面测得的RV和U1表示)。
【参考答案】(1)2 (2)15.0 3.60 (3)R1 (4)E=R+U1
【详细解析】(1)多用电表接线柱接法为红正、黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1,黑表笔接2。
(2)欧姆表读数等于倍率与表盘读数的乘积;故读数为1 k×15.0 Ω=15.0 kΩ;电压表量程为5 V,最小分度为0.1 V,故读数为3.60 V。
(3)由于滑动变阻器被短路,故欧姆表读数即为电压表阻值,为R1。
(4)根据欧姆定律,通过电压表的电流为,则多用电表内部电路的消耗的电压为,则。
1.在练习使用多用电表的实验中,
(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×1”挡
d.将选择开关旋到“×100”挡
e.将选择开关旋到“×1k”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是________(填写步骤前的字母)。
图1 图2
(2)重新测量后,指针位于如图2所示位置,被测电阻的测量值为____Ω。
(3)如图3所示为欧姆表表头,已知电流计的量程为Ig=100 μA,电池电动势为E=1.5 V,则该欧姆表的内阻是____kΩ,表盘上30 μA刻度线对应的电阻值是____kΩ。
图3
(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图4所示的电路。电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。
图4 图5
①用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的____(选填“红”或“黑”)表笔。
②闭合电键,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到R-的关系如图5所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry=___Ω,电源电压U=___V。
(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图6所示。用多用电表的欧姆挡测量其电阻时,用“×100”挡和用“×1k”挡,测量结果数值不同。用____(选填“×100”或“×1k”)挡测得的电阻值较大,这是因为____________。
图6
【答案】(1)dafb (2)2 200 (3)15 35 (4)红 200 8 (5)×1k 欧姆表中挡位越高,内阻越大;由于表内电池的电动势不变,所以选用的挡位越高,测量电流越小;该半导体的电阻随电流的增大而减小,所以选用的挡位越高,测得的电阻值越大
【解析】(1)先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如题图1所示。指针指在示数较大处,为使指针指在刻度盘中央附近,应换用“×100”挡(几百×10=几十×100),再欧姆调零,测量,整理器材。实验步骤中的正确顺序是:dafb。
(2)重新测量后,指针位于如题图2所示位置,被测电阻的测量值为。
(3)电表内阻,当电表指针指在30 μA刻度线上时,整理得。
(4)①多用电表测电路中的电流,a点与电源正极相连,则与a点相连的是多用电表的红表笔。
②由欧姆定律可得,整理得,由图象的纵截距得:、由图象的斜率得:。
(5) 欧姆表挡位越高,内阻越大;由于表内电池的电动势不变,所以选用的挡位越高,测量同一电阻时电路中电流越小;该半导体的电阻随电流的减小而增大,所以选用的挡位越高,测得的电阻值越大。所以选“×1k”挡测得的电阻值较大。
2.在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中,给出的器材有:
A.电流表(量程为600 A,内阻约为190 Ω)
B.电阻箱(0~999.9 Ω)
C.滑动变阻器(0~4 kΩ)
D.电位器(0~20 kΩ,电位器相当于滑动变阻器)
E.电源(电动势为1.5 V,有内阻)
F.电源(电动势为7.5 V,有内阻)
G.开关两个,导线若干
(1)首先要用“半偏法”测定电流表的内阻。如果采用如图1所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度,那么以上给出的器材中,电阻R1应选用_____,电阻R2应选用____,电源应选用_____。(填写所选仪器前的字母即可)
(2)该实验操作的步骤有:
A.闭合S1
B.闭合S2
C.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半
F.记下R2的阻值。
则正确的操作步骤是__________________。
(3)如果在步骤F中所得的R2的阻值为200 Ω,则图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为_______Ω,若仅考虑系统误差,则测量值比实际值略______(选填“大”、“小”)。
(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表,其内部结构如图2所示,选用电动势为1.5 V的电源,则R3应选用______(填写所选仪器前的字母即可)。
(5)电流表改装成欧姆表后,如图3所示,电流表的指针分别指向0、300、600刻度线对应的电阻值大小分别是______;______;______。
【答案】(1)D B F (2)CADBEF (3)200 小 (4)C (5)∞ 2.5×103Ω 0
【解析】(1)首先分析半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理:如图所示,设电源的电动势为E,内阻为r,S2打开时,
设电流表满偏电流为:,实验要求R1Rg,R1r,这样才有,当S2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值R并<RgR1,这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于,调节R2使电流表半偏为,所以流过R2的电流也为,所以R2=Rg。从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R1Rg。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R1尽可能大。所以R1选用大量程的D(20 kΩ),R2选用量程跟电流表内阻差不多的电阻箱即可选B(999.9 Ω),电源选用电动势较大的F(7.5 V)。
(2)半偏法测量电流表内阻的步骤是:①C.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大;②A.合上S1;③D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;④B.合上S2;⑤E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;⑥F.记下R2的阻值,故正确的顺序是CADBEF。
(3)由上分析可知,当F中记录的R2阻值为200 Ω,则被测电流表的内阻rg的测量值也为200 Ω;当S2闭合时,R′和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg,而电阻R不变,所以S2闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大,即电流大于Ig,而此时电流表支路的电流等于,那么R′支路的电流要大于,那么其电阻肯定要小于Rg。所以用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小。
(4)将欧姆表的红黑表笔短接时要求指针满偏,根据全电路的欧姆定律可知,即。解得,故需要选滑动变阻器C(4 kΩ)。
(5)经过改装后的欧姆表总内阻,根据全电路的欧姆定律可知,故当指针指左侧零时代表I=0,则;当指针指到300时,代表,可得;当指针指到600时,代表,。
【名师点睛】研究半偏法测电流表内阻的原理和欧姆表的改装原理,难点是对半偏法测电流表内阻原理的解释,并应掌握“半偏法”的含义,及会进行误差分析。
1.用多用电表的欧姆挡(×1 kΩ)检验性能良好的晶体二极管,发现多用电表的指针向右偏转的角度很小,这说明
A.二极管加有正向电压,故测得电阻很小
B.二极管加有反向电压,故测得电阻很大
C.此时红表笔接的是二极管的正极
D.此时红表笔接的是二极管的负极
2.如图所示为万用表欧姆挡的内部电路,a、b为表笔插孔,下列说法中正确的是
A.a孔插红表笔
B.表盘刻度是均匀的
C.用×100 Ω挡测量时,若指针指在0 Ω附近,则应换用×1kΩ挡
D.测量“220 V 100 W”的灯泡的电阻,会发现测量的电阻值比484 Ω小
3.如图所示是简化的多用电表的电路图。转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下列说法正确的是
A.S与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较小
B.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大
C.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,若R1出现断路故障,电压表的量程会减小
D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表,若电池用旧了会因电动势减小而使测量值偏大
4.在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线,某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数,下列说法正确的是
A.多用电表可以选直流10 V挡
B.多用电表可以选欧姆挡
C.若多用电表选的是直流10 V挡,上述两种情况电表示数相同,则ab导线是断的
D.若多用电表选的是直流2 A挡,上述两种情况电表示数相同,则ab导线是断的
5.下列关于欧姆表的说法中正确的是
A.测量电阻前要把红、黑表笔相接,调整调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上
B.测量电阻时,如果指针偏角过小,应换用高倍率挡
C.测量电阻时,表针偏转角度越大,说明被测电阻的阻值越大
D.测量电阻时,每次更换倍率后,不需要重新调零
6.在练习使用多用电表时:
(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是
A.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则不会影响测量结果
B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
C.测量电路中的电阻时,应该把该电阻与电路断开
D.欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但仍能调零,其测量结果与原来相比不变
(2)用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接a端,红表笔接b端时,指针向右偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明____(选填“a”或“b”)端是二极管正极。
(3)现有两相同的某型号多用表,一同学在研究性学习过程中想获得10 V量程直流电压挡的内阻和×lk欧姆挡的内部电源的电动势,已知×lk欧姆挡中央刻度线对应的数据,为完成实验,进行了如下操作:
①将甲多用表挡位旋钮拨到10 V电压挡,将乙多用表挡位旋钮拨到×lk欧姆挡;
②应将甲多用表的红表笔与乙多用表的________(填“红”或“黑”)表笔连接,再将另外两表笔连接;
③在连接两多用表表笔之前应对乙多用表进行的操作为_____________;
④两多用表连接后,两表读数分别为6.0 V和30 k,可知10 V量程直流电压挡内阻为___k,×lk欧姆挡的内部电源的电动势为_________V。
7.某同学在练习使用多用电表时连接的电路如图所示。
(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________(选填“R1”或“R2”)的电流;
(2)若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,则测得的是_________。
A.R1的电阻
B.R2的电阻
C.R1和R2的串联电阻
D.R1和R2的并联电阻
(3)将选择倍率的旋钮拨至“×100 Ω”的挡时,测量时指针偏转角很大,为了提高测量的精确度,应将选择开关拨至_________挡(选填“ ×1 kΩ”或“ ×10 Ω”),将两根表笔短接调节调零旋钮,使指针停在0 Ω刻度线上,然后将两根表笔分别接触待测电阻的两端,若此时指针偏转情况如图所示,则所测电阻大小为________Ω。[来源:Z*xx*k.Com]
8.某同学想测定某节干电池的电动势和内阻。
(1)他先用多用电表粗测了干电池的电动势。图甲是测量时选择开关与表头指针所处的位置,则该电池的电动势为_____V;若用多用电表测电阻,选择开关至“×100”挡,按正确的操作步骤测某一电阻,表盘的示数仍为图甲所示指针所处的位置,则该电阻的阻值为________ Ω;实验结束后,应将选择开关拨到图中的______挡位(选填A、B、C或D)。
(2)在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材。甲同学按电路图a进行测量实验,其中R0=1 Ω,则
①请用笔画线代替导线在图(b)中完成电路的连接;
②由电压表的读数U和电流表的读数,画出U–I图线如图c所示,可得电源的电动势E=_____V,内电阻r=_______ Ω(结果保留2位有效数字);
③在上述实验过程中存在系统误差。在下图所绘图象中,虚线代表没有误差情况下,电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图象,实线是根据测量数据绘出的图象,则下图中能正确表示二者关系的是_________。
(3)乙同学将测量电路连接成如图d所示,其他操作正确,由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U–I图线如图e所示,可得电源的电动势E=___V,内电阻r=_____ Ω(结果保留2位有效数字)。
9.如图所示,已知黑箱外有A、B、C三只接线柱,黑箱内有一只定值电阻和一个二极管,它们的两端都直接接在接线柱上。多用电表依次测三只接线柱间的阻值,结果如表所示。请判定黑箱内的结构。
红表笔 | A | A | B | C | C | B |
黑表笔 | B | C | C | B | A[来源:学科网ZXXK] | A |
阻值(Ω) | 100 | 150 | 50 | 2 k | 2.1 k | 100 |
10.某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)。
(1)该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“50 V”挡位,指针的位置如图甲所示,则测量结果为________V。
(2)然后学习小组对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻值的电路如图乙所示,通过查找资料,了解到表头G的满偏电流为10 mA,并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx关系图象如图丙所示,由此可确定电池的电动势E=____V,多用表的内阻为________Ω。综上可判定学习小组使用了多用电表______倍率的欧姆挡。
11.(1)用多用电表准确测量了一个10 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是3 kΩ的电阻,在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,以下哪些操作是必需的,请选择其中有用的,按操作顺序写出________。
A.调节欧姆调零旋钮使表针指着欧姆零点
B.用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝,使表针指零
C.将红表笔和黑表笔短接
D.把选择开关旋转到“×100 Ω”位置
(2)如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用×10 Ω挡测量电阻,则读数为________Ω。
②如果是用直流10 mA挡测量电流,则读数为______mA。
③如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为________V。
12.在“练习使用多用电表”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“×1k”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。
13.某探究小组进行“练习使用多用电表”的实验,请帮他们完成下列几个问题。
(1)如图甲是多用电表的刻度盘,当选用量程为0~50 mA的电流挡测量电流时,表针指示图示刻度,则所测电流为_____mA;当选用量程为0~250 V的电压挡测电压时,其示数为________V。
(2)图乙是图甲中多用电表的简化电路图,测当转换开关S旋转到位置3时,可用来测量________;转换开关接2时,多用电表为一个倍率为“×10”的欧姆表,若图甲中E为该量程对应表盘刻度的中间位置,刻度值为15,则欧姆表内阻为_______Ω;若表头A的满偏电流为50 mA,则乙图中电源的电动势为______V。
(3)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将一个二极管的两极分别记做a和b,红表笔接a端、黑表笔接b端时,表针几乎不转;红表笔接b端、黑表笔接a端时,表针偏转角很大。则该二极管的正极是______(填“a”或“b”)端。
14.(1)在“练习使用多用电表”的实验中,小姚同学用多用电表的欧姆挡去测量“220 V、60 W的白炽灯的灯丝电阻,在测量之前,需要把多用电表的红表笔和黑表笔(图1)连接到多用电表的“+”和“﹣”接线孔,则下列操作正确的是_____(填字母);
A.应把红表笔的A端插入“+”孔,把黑表笔的A端插入“﹣”孔
B.应把红表笔的B端插入“+”孔,把黑表笔的B端插入“﹣”孔
C.应把红表笔的A端插入“﹣”孔,把黑表笔的A端插入“+”孔
D.应把红表笔的B端插入“﹣”孔,把黑表笔的B端插入“+”孔
(2)小姚同学正确连接了红黑表笔,且选择了合适的挡位,对该灯泡的阻值进行了正确的测量,并请梁老师拍照。可惜在拍摄多用电表读数时未把多用电表的选择开关拍摄进去,如图2所示。你认为还能不能根据照片判断出白炽灯当前的阻值?_____,若能请在答题卷的横线上写出灯泡的阻值,若不能请在答题卷的横线上写“不能”;
(3)若小姚同学还想粗测图3中甲图所示电池的电动势,则选择开关应该旋转到图3中乙图的位置_____(选填①、②、③或④)。
(4)实验完毕,在小姚同学整理好器材以后,梁老师发现多用电表的选择开关位于图3中乙图所示的位置,则关于这种做法评价正确的是_____(填字母)。
A.该做法是不妥当的
B.该做法是妥当的,因为已经旋转到了mA挡位的最大量程
C.选择开关转到任意挡位都可以,因为此时多用电表已经和外电路断开了
15.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。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B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
C.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
(3)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”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________。(结果均保留3位有效数字)
16.(1)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图1所示的读数是__________mm。
(2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图2所示的读数是_____________mm。
(3)如图3所示的电流表读数为_________A,如图4所示的电压表读数为____________V
(4)某同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×100”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太小,这时他应将选择开关换成另一个挡位,然后进行欧姆调零,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,则此段电阻丝的电阻为_______Ω。
17.(2017·新课标全国Ⅱ卷)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”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。(结果均保留3位有效数字)
18.(2016·上海卷)在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)(多选题)用多用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”)。
【名师点睛】考查欧姆表的内部结构及测量二极管的电阻的方法,明确欧姆表的黑表笔与电池的正极相连。
【名师点睛】本题考查了欧姆表的使用注意事项与欧姆表特点,知道欧姆表结构、原理、使用方法即可正确解题。例如欧姆表“+”插孔与内置电源的负极相连,红表笔查“+”插孔,黑表笔插“-”插孔;欧姆表的刻度盘是不均匀的,右侧刻度线稀疏,左端刻度线密集;使用欧姆表测电阻时,应选择合适的挡位,使指针指在中央刻度线附近。
3.CD【解析】A:S与1或2连接时,多用电表就成了电流表;S与1连接时,电流表量程,S与2连接时,电流表量程,则,前者量程较大,故A项错误。B:S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,S与3连接时,电压表量程,S与4连接时,,因为R3<R4,所以,前者量程较小,故B项错误。C:由B项分析可知,S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,若R1出现断路故障,电压表的量程会减小,故C项正确。D:S与5连接时,表内有电源,多用电表就成了欧姆表,欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,调零时,由知欧姆表内阻得调小,待测电阻的测量值是通过表头的示数体现出来的,由 可知,当变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了,测量值偏大,故D项正确。
4.AC【解析】A:电源电动势为6 V,则电压挡检测时量程要大于6 V,故A项正确。B:用欧姆挡时,电源与电路要断开,故B项错误。C:多用电表选择直流10 V挡时,若ab导线是断的,则两次电表读数均为6 V,若R1、R2间导线是断的,则一次电表示数是0,一次电表示数是6 V,若R2与电源间导线是断的,则两次电表均没有读数,故C项正确。D:多用电表选择直流2 A挡,若ab导线是断的,两次电表示数不同,故D项错误。
5.AB【解析】因欧姆表内部电源电动势及内阻会发生变化,故在使用之前应先进行欧姆调零,A正确;指针偏角过小,则电阻大,要换用高倍率挡,B正确;欧姆表的零刻度处于满偏处,刻度盘与电流表的刻度相反,故表针偏转角度越大,则说明被测电阻的阻值越小,C错误;每次调整倍率时都要重新调零,D错误。
6.(1)AC (2)a (3)黑 两表笔短接调零 30 kΩ,9V
(2)根据欧姆表改装原理可知,红表笔应接“+”插孔,但恰好与欧姆表内部电池的负极相接,同理黑表笔应接“-”插孔,但与欧姆表内部电池的正极相接,所以黑表笔接a端,红表笔接b端时,指针偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明a端是二极管的正极;
(3)②甲多用电表选择电压挡,应将甲多用表的红表笔与乙多用表的黑表笔连接,再将另两表笔连接;
③由于乙的挡位被拨了一次,故应该在测量前进行欧姆调零,方法是两表笔短接调零;
④×1k欧姆挡中央刻度线对应的数据为15,则其中值电阻为15 kΩ,欧姆表中值电阻等于其内阻,则欧姆表内阻为15 kΩ;
两多用表连接后,两表读数分别为6 V和30 kΩ,可知10 V量程直流电压挡的内阻为30 kΩ,欧姆表内阻为15 kΩ、电压表内阻为30 kΩ,电压表示数为6 V,则欧姆表电压两端为3 V,×1k欧姆挡的内部电源的电动势为E=6 V+3 V=9 V。
【名师点睛】本题考查了多用电表的使用与读数,关键是记住:黑表笔接外部插孔的“-”,但是接内部电源的正极;欧姆表换挡后要进行欧姆调零。学科#网
7.(1) (2)C (3) 160
【解析】(1)多用电表使用电流挡时应该串联在电路中,图中多用电表与滑动变阻器串联,电流相等,若旋转选择开关,使其尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过R1的电流。
(2)断开电路中的电键,R1与R2串联,多用电表两表笔接在其两端,故测得的是R1与R2串联的总电阻,故选C;
(3)用“×100 Ω”测电阻时,指针停在刻度盘0 Ω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“×10 Ω”挡,然后对欧姆表重新进行欧姆调零,然后再测电阻阻值;由图象表盘可知,待测电阻阻值为:16×10 Ω=160 Ω。
【名师点睛】本题关键明确多用电表的使用,电流表应串联接入电路,使用多用电表的欧姆挡测电阻时应把待测电阻与电源断开,分析清楚电路结构是正确解题的关键;用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位,使指针指在表盘中央刻度线附近,欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零。
8.(1)1.47 1 100 C (2)如图所示 3.0 0.38 A (3)2.9V 0.5 Ω
(2)①根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
②由图示电源U–I图象可知,延长图象与U轴交点为3.0 V,则E=3.0 V;电源内阻:;
③本实验采用相对电源的电流表外接法,由于电压表不是理想电表,故存在分流现象,导致电流表示数偏小;而当外电路短路时,电压表的分流可以忽略,故真实图象和测量图象在横轴上的交点相同,故A正确,BCD错误,故选A。
(3)由乙同学的电路接法可知,R左右两部分并联后与R0串联,则可知,在滑片移动过程中,滑动变阻器接入电阻先增大后减小,则路端电压先增大后减小,所以出现图e所示的图象,则由图象可知,当电压为2.40 V时,电流为0.50 A,此时两部分电阻相等,则总电流为I1=1 A;而当电压为2.30 V时,电流分别对应0.33 A和0.87 A,则说明当电压为2.3 V时,干路电流为I2=0.33 A+0.87 A=1.2 A,则根据闭合电路欧姆定律可得:2.40=E–r,2.3=E–1.2r
解得:E=2.9 V;r=0.50 Ω。
【名师点睛】本题考查电源电动势和内电阻的测量实验,用伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律,要注意掌握数据处理的基本方法以及误差分析的方法。
9.
10.(1)24.0 (2)1.5 150 ×10
【解析】(1)电压表选择“50 V”挡,有图可知其分度值为1 V,示数为24.0 V。
(2)根据闭合电路欧姆定律:,根据图丙可知:,,解得:,则该图象的函数关系式为。多用电表的中值电阻为150 Ω,根据表盘可知,,即用了多用电表×10倍率的欧姆挡。
【名师点睛】对于欧姆表,要了解其结构、掌握读数的方法,关键要理解欧姆表的工作原理:闭合电路欧姆定律。
11.(1)DCA (2)60 7.2 3.59
【解析】(1)用多用电表准确测量了一个10 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是3 kΩ的电阻,多用电表应选择“×100 Ω”,应把选择开关置于“×100 Ω”位置,然后两表笔短接,再调节欧姆调零旋钮,使指针指针欧姆表零刻度线上,然后再测电阻,因此合理的实验步骤是:DCA。
(2)①如果是用×10 Ω挡测量电阻,由图示表盘可知,其读数为6×10 Ω=60 Ω;
②如果是用直流10 mA挡测量电流,由图示表盘可知,其分度值为0.2 mA,其读数为7.2 mA;
③如果是用直流5 V挡测量电压,由图示表盘可知,其分度值为0.1 V,其读数为3.59 V。
【名师点睛】(1)使用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位,使指针指在中央刻度线附近,欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零,如果不换挡,则不必要进行欧姆调零。学科¥网
(2)对多用电表读数时,要先根据选择开关位置确定其测量的量与量程,然后根据表盘确定其分度值,然后根据指针位置读出其示数。
12.(1)BDC (2)120 (3)40
13.(1)36.0 180 (2)电压 150 7.5 (3)a
【解析】(1)当选用量程为0~50 mA的电流挡测量电流时,其分度值为1 mA,示数为36.0 mA;当选用量程为0~250 V的电压挡时,其分度值为5 V,其示数为180 V。
(2)当转换开关S旋到位置3时,相当于给电流表加了一个分压电阻,可用来测量电压;由图甲所示可知,指针指在2处时,电流表示数为25.0 mA=0.025 A,2处对应电阻为中值电阻,则欧姆表内阻为150 Ω,电源电动势:E=IR=0.025×300 V=7.5 V。
(3)二极管的正向电阻很小,反向电阻无穷大,红表笔接b端、黑表笔接a端时,电流从a端流入b端流出,针偏转角很大说明电阻很小,故正极是a端。
14.(1)A (2)72 Ω(71~73 Ω) (3)③ (4)A
【解析】(1)为了保证电流红进黑出,同时注意A端为插入端,B端为探针,所以应把红表笔的A端插入“+”孔,把黑表笔的A端插入“﹣”孔;故A正确,BCD错误。
(2)由可知,灯泡正常发光时的电阻,而用多用电表测量的是冷态电阻,所以阻值约为额定电阻的十分之一,约为几十欧姆,故所选挡位应为×10挡;故读数约为72 Ω;
(3)图3中电源电动势为9V,故为了准确测量,应选择直流电压挡的10V量程,故开关应旋转到图3中的位置③中;
(4)多用电表的选择开关应旋至交流电压的最大挡位或OFF挡,而图中旋在了mA挡位,做法是不妥当的,故选A。
15.(1)红 (2)C (3)1.48 mA 1.10 kΩ
【解析】(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”,即图(a)中的B端与红色表笔相连接。
(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流挡时也不需要进行调节,故C正确,AB错误;故选C;
(3)若与1连接,则量程为2.5 mA,读数为1.48 mA;若与3连接,则为欧姆挡×100 Ω挡,读数为11×100 Ω=1 100 Ω=1.10 kΩ。
【名师点睛】本题考查了多用电表读数以及内部原理,要注意明确串并联电路的规律应用,同时掌握读数原则,对多用电表读数时,要先确定电表测的是什么量,然后根据选择开关位置确定电表分度值,最后根据指针位置读数;读数时视线要与电表刻度线垂直。
16.(1)13.55 (2)0.680±0.001 (3)0.46 1.90±0.01 (4)13 000
【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。欧姆表要注意倍率的选取。
17.(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1 100 Ω 2.95 V
【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,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。
(3)B端与“2”相连时,是量程较小的电流表,所以;B端与“4”相连时,是量程较小的电压表,所以。
(4)若此时B端与“1”相连,多用电表是量程为2.5 mA的电流表,则读数为1.47 mA;若此时B端与“3”相连,多用电表是欧姆×100 Ω挡,则读数为1 100 Ω;若此时B端与“5”相连,多用电表是量程为5 V的电压表,则读数为2.95 V。学科%网
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同。
18.(1)AD (2)5.4 小于
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