2023年高考物理实验专题突破专题实验11　练习使用多用电表(教师版)

这是一份2023年高考物理实验专题突破专题实验11　练习使用多用电表(教师版)，共28页。试卷主要包含了；保险丝T等内容，欢迎下载使用。
思维突破
原型突破
重点讲析
一．实验原理
(1)欧姆表内部电路简化如图所示。
(2)根据闭合电路欧姆定律：
①当红、黑表笔短接时，Ig＝eq \f(E,Rg＋R＋r)；
②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时，I＝eq \f(E,Rg＋R＋r＋Rx)；
③当I中＝eq \f(1,2)Ig时，中值电阻R中＝Rg＋R＋r。
二．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。
三．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。
①按如图甲所示的电路图连好电路，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。
甲 乙
②按如图乙所示的电路图连好电路，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①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
四．误差分析
(1)偶然误差
①估读时易带来误差。
②表头指针偏转过大或过小都会使误差增大。
(2)系统误差
①电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。
②测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。
五．注意事项
(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)测电阻时
①指针指中值附近较准，否则换挡。
②每换一挡必须重新欧姆调零。
③读出示数要乘以倍率。
(4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。
例1．（2022·江苏南通·三模）某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率，金属丝的长度已知。
（1）用螺旋测微器量金属丝的直径，示数如图所示，其直径为___________mm。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为___________Ω。
（3）为了精确地测量金属丝的电阻 SKIPIF 1 < 0 ，实验室提供了下列器材：
A．电流表 SKIPIF 1 < 0 （量程 SKIPIF 1 < 0 ，内阻1kΩ） B．电流表 SKIPIF 1 < 0 （量程0.3A，内阻约0.1Ω）
C．滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 （0~5Ω，额定电流1.0A）
D．滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 （0~1Ω，额定电流1.0A）
E.电阻箱R（阻值范围为0~9999.9Ω）
F.电源（电动势3.0V，内阻约0.2Ω）
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表 SKIPIF 1 < 0 串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值调为___________Ω。滑动变阻器应选择___________（选填“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”）
②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得5组电流表 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的值 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，数据见下表。请根据表中的数据，在方格纸上作出 SKIPIF 1 < 0 图像___________，并由图像求出 SKIPIF 1 < 0 ___________Ω（结果保留2位有效数字），进而可以求出金属丝的电阻率。
③关于本实验的误差，下列说法正确的是___________。
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．用 SKIPIF 1 < 0 图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差
C．需要将得到的几组电表示数取平均值以减小误差
D．为减小读数时的误差，电表读数时应多估读几位数
【答案】 1.700（1.698~1.702） 6.0 5000.0 SKIPIF 1 < 0 6.8（6.6~7.6） B SKIPIF 1 < 0
0.121
0.165
0.218
0.266
0.306
SKIPIF 1 < 0
0.100
0.150
0.190
0.230
0.280
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规则可知
SKIPIF 1 < 0
（2）[2]由题意，当用“ SKIPIF 1 < 0 ”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用低倍率电阻挡，即“ SKIPIF 1 < 0 ”挡，由题图乙可知读数为6.0Ω（欧姆挡不需要估读）。
（3）①[3]当电流表 SKIPIF 1 < 0 满偏时，两端电压为
SKIPIF 1 < 0
因此需要把电阻箱的阻值调为
SKIPIF 1 < 0
[4] 滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的最大阻值都小于待测金属丝的阻值，则用分压式接法，当选择 SKIPIF 1 < 0 时，回路中的最大电流
SKIPIF 1 < 0
约等于滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的额定电流。
当选择 SKIPIF 1 < 0 时，回路内的最小电流约为
SKIPIF 1 < 0
超过滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的额定电流，因此选择 SKIPIF 1 < 0 。
②[5]根据表格中数据作出 SKIPIF 1 < 0 图像如下
[6]根据电路图，有
SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 远大于 SKIPIF 1 < 0 ，故
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
根据图像的斜率可得 SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
③[7]
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；
B．用 SKIPIF 1 < 0 图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差，B正确；
C．得到的几组电表示数后，应先分别用对应电表示数求出待测电阻，再求电阻的平均值，或者根据几组电表示数作出对应图像，以减小误差，C错误；
D．读数时只需估读到分度值的下一位，多估读几位数没有意义，不可以减小误差，D错误。
故选B。
例2（2022·山东·威海市教育教学研究中心二模）多用电表是将测量电流、电压和电阻等功能于一体的仪器，在实际生活中用途广泛。
（1）在测量电源的电动势和内电阻的实验中，由于手头没有电压表，实验小组用多用电表的直流电压 SKIPIF 1 < 0 档进行测量，如图甲所示。闭合开关前，某同学发现电路连接中有一处不符合规范，不规范的地方是______。重新调整后，闭合开关，发现电流表的示数为零，多用电表的示数不为零，无论如何调整滑片的位置，多用电表的示数始终不变，示数如图乙所示，读数为______V。针对上述问题，该同学猜想故障可能为滑动变阻器或电流表存在断路故障，为进一步判断是否为电流表的故障，该同学用多用电表的电阻挡检查电流表，该同学设想按照下列操作步骤进行，你认为合理的操作步骤是______（从下列选项中选择正确的操作步骤并排序）。
A．断开电路中的开关，将电流表的一端与电路断开
B．将多用电表的红表笔与电流表的“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱接触，黑表笔与“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱试触
C．将多用电表的红表笔与电流表的“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱接触，黑表笔与“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱试触
D．将多用电表的选择开关旋转到欧姆挡“ SKIPIF 1 < 0 ”挡，红、黑表笔短接，欧姆调零
E.观察多用电表和电流表，如果两表的指针均不动，则电流表断路
F.将多用电表的选择开关旋转到交流电压挡500的位置
（2）某型号多用电表欧姆表换挡原理如图丙所示，当由小倍率挡转换成大倍率挡时，需要增大欧姆表的总电阻，它是通过变换并联阻值更大的电阻来实现的。当选择开关由 SKIPIF 1 < 0 挡换至 SKIPIF 1 < 0 挡时，需要先将红黑表笔直接然后将 SKIPIF 1 < 0 ______（选填“调大”或“调小”）直到指针指向电流的满偏刻度。
【答案】 滑动变阻器的阻值为零 1.40 ADCEF##DACEF 调大
【解析】（1）[1]闭合开关前，为了保护电路滑动变阻器应调节到最大阻值处，故图中错误为滑动变阻器的阻值为零；
[2]量程选择2.5V，分度值为0.1V，结合图象可得电压表读数为1.40V；
[3]用多用电表的电阻挡检查电流表，合理的操作步骤应为断开电路中的开关，将电流表的一端与电路断开；将多用电表的选择开关旋转到欧姆挡“ SKIPIF 1 < 0 ”挡，红、黑表笔短接，欧姆调零；为了使得电流从电流表的正接线柱进，负接线柱出，结合欧姆表原理，可知将多用电表的红表笔与电流表的“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱接触，黑表笔与“ SKIPIF 1 < 0 ”接线柱试触；观察多用电表和电流表，如果两表的指针均不动，则电流表断路；将多用电表的选择开关旋转到交流电压挡500的位置，其中AD顺序可以互换，故顺序为ADCEF或DACEF；
（2）[4]变换并联阻值更大的电阻，则流过电路中的总电流变小，根据闭合电路欧姆定律
SKIPIF 1 < 0
可知路端电压变大，则电流计支路的电压变大，电流计的满偏电流不变，则需要增大 SKIPIF 1 < 0 的阻值。
创新突破
重点讲析
例1.（2022·广东汕头·三模）多用电表的“ SKIPIF 1 < 0 ”欧姆挡的电路简化图如图（a）所示，其刻度盘如图（b）所示，已知电流表的电阻 SKIPIF 1 < 0 ，满偏电流 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 为可变电阻。
（1）某同学在使用前将两表笔短接，调节可变电阻 SKIPIF 1 < 0 ，但因电源老化发现指针始终无法对齐“ SKIPIF 1 < 0 ”刻度线，指针偏转角度最大时在图（b）中的位置A，此时可变电阻 SKIPIF 1 < 0 的滑动片位于___________（选填“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”）端，通过电流表的电流为___________ SKIPIF 1 < 0 ；
（2）使指针偏转角度最大后保持可变电阻 SKIPIF 1 < 0 阻值不变，在两表笔间接入电阻箱，逐渐减小电阻箱的阻值 SKIPIF 1 < 0 ，指针偏转角度随之___________（选填“增大”或“减小”）；
（3）当电阻箱阻值为 SKIPIF 1 < 0 时指针位置如图（b）中的位置B，则电源的电动势为___________ SKIPIF 1 < 0 ，内阻为___________ SKIPIF 1 < 0 。（结果保留两位有效数字）
【答案】 N 92 增大 1.1 9.5
【解析】（1）[1]指针偏转角度最大时通过电流表的电流最大，所以可变电阻 SKIPIF 1 < 0 阻值最小，为零，所以滑动片位于N端。
[2]因电流表满偏电流 SKIPIF 1 < 0 ，而表头电压电流挡为50分度，即分度值为2mA，所以此时通过电流表的电流为 SKIPIF 1 < 0 。
（2）[3]电阻箱阻值减小，回路中电流增大，指针偏转角度增大。
（3）[4][5]指针在位置 SKIPIF 1 < 0 时，通过电流表的电流为
SKIPIF 1 < 0
指针在位置B时，通过电流表的电流为
SKIPIF 1 < 0
联立以上两式解得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
例2．（2022·海南·嘉积中学三模）某同学用多用电表欧姆挡“×100”挡估测某一电压表内阻时，发现指针位置如图中虚线所示。
（1）应将挡位换为___________挡（选填“×10”或“×1k”），并将红、黑表笔短接，进行___________（选填“机械调零”或“欧姆调零”）后再测量；
（2）重新正确测量后，刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该欧姆表在此挡位时的内阻为___________Ω；
（3）如图所示为用多用电表测量电压表内阻的电路图，其中a是___________表笔（选填“红”或“黑”）。
【答案】 ×1k 欧姆调零 15k##15000##1.5×104 黑
【解析】（1）[1]指针偏转幅度过小，说明待测电阻的阻值相对所选挡位偏大，为了使指针能够尽可能指在表盘中央附近以减小误差，应将挡位换为更大的“×1k”挡。
[2]更换量程后，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零后再测量。
（2）[3]设欧姆表某挡位下内阻为r，表内电源电动势为E，表头满偏电流为I，则
SKIPIF 1 < 0
当指针指在中央刻度时，有
SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
因此表盘上中央刻度值乘以对应倍率等于该挡位下欧姆表的内阻，则该欧姆表在此挡位时的内阻为15kΩ。
（3）[4]电流从黑表笔流出，从电压表正接线柱流入，所以a是黑表笔。真题突破
重点讲析
1．（2022·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）用电压表（内阻约为 SKIPIF 1 < 0 ）和电流表（内阻约为 SKIPIF 1 < 0 ）测量一个电阻的阻值（约为 SKIPIF 1 < 0 ）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的______________（选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约 SKIPIF 1 < 0 电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为______________（填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”位置
B．将选择开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”位置
C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则______________（选填选项前的字母）。
A．导线 SKIPIF 1 < 0 断路
B．滑动变阻器断路
C．导线 SKIPIF 1 < 0 断路
D．滑动变阻器短路
【答案】 甲 ADCB C
【解析】（1）[1]因为待测电阻约为 SKIPIF 1 < 0 ，而
SKIPIF 1 < 0
故为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图；
（2）[2]测量过程中应该先选择合适档位，根据题意选择“ SKIPIF 1 < 0 ”档位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”档，故顺序为ADCB。
（3）[3]闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，故选C。
2．（2022·湖南·高考真题）小梦同学自制了一个两挡位（“ SKIPIF 1 < 0 ”“ SKIPIF 1 < 0 ”）的欧姆表，其内部结构如图所示， SKIPIF 1 < 0 为调零电阻（最大阻值为 SKIPIF 1 < 0 ）， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为定值电阻（ SKIPIF 1 < 0 ），电流计G的内阻为 SKIPIF 1 < 0 。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 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 接通，电流计G示数为 SKIPIF 1 < 0 ；保持电阻 SKIPIF 1 < 0 滑片位置不变，将单刀双掷开关 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 接通，电流计G示数变为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 （填“大于”或“小于”）；
（2）将单刀双掷开关 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 接通，此时欧姆表的挡位为______（填“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”）；
（3）若从“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位换成“ SKIPIF 1 < 0 ”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 SKIPIF 1 < 0 的滑片应该______调节（填“向上”或“向下”）；
（4）在“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为 SKIPIF 1 < 0 的定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的 SKIPIF 1 < 0 ；取走 SKIPIF 1 < 0 ，在①②间接入待测电阻 SKIPIF 1 < 0 ，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 。
【答案】 大于 SKIPIF 1 < 0 向上 SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）[1]根据题意可知 SKIPIF 1 < 0 ，所以开关拨向 SKIPIF 1 < 0 时电路的总电阻小于开关拨向 SKIPIF 1 < 0 时电路的总电阻，电源电动势 SKIPIF 1 < 0 不变，根据 SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）[2]当开关拨 SKIPIF 1 < 0 向 SKIPIF 1 < 0 时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨 SKIPIF 1 < 0 向 SKIPIF 1 < 0 时对应欧姆表的挡位倍率较大，即 SKIPIF 1 < 0 ；
（3）[3]从“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位换成“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位，即开关 SKIPIF 1 < 0 从 SKIPIF 1 < 0 拨向 SKIPIF 1 < 0 ，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计 SKIPIF 1 < 0 所在支路的电流，所以需要将 SKIPIF 1 < 0 的滑片向上调节；
（4）[4]在“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位，电路图结构简化如图
第一次，当①②短接，全电路的总电阻为
SKIPIF 1 < 0
通过干路的电流为
SKIPIF 1 < 0
电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
SKIPIF 1 < 0
第二次，①②之间接入 SKIPIF 1 < 0 ，全电路总电阻为 SKIPIF 1 < 0 ，通过干路的电流为 SKIPIF 1 < 0
电流表偏转了量程的 SKIPIF 1 < 0 ，则
SKIPIF 1 < 0
结合第一次和第二次解得
SKIPIF 1 < 0
第三次，①②之间接入 SKIPIF 1 < 0 ，全电路总电阻为 SKIPIF 1 < 0 ，通过干路的电流为
SKIPIF 1 < 0
电流表偏转了量程的 SKIPIF 1 < 0 ，则
SKIPIF 1 < 0
结合第二次和第三次，解得
SKIPIF 1 < 0
3．（2022·河北·高考真题）某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S2（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2所示）。自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60Ω，用于加热煮饭）；限流电阻R1和R2，（阻值均为1kΩ）：指示灯L1和L2（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T。
（1）按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是______ （多选）。
A．按下S1，L1和L2均发光
B．当锅内温度高于103℃时，S1自动断开，L1和L2均发光
C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭
（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是______（填写各步骤前的字母）。
A．将选择开关旋转到“ × 100”位置
B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点
C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度
D．测量指示灯L1两端的阻值
E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是______断路损坏；若指针如图4所示，可判断是______断路损坏。（用电路中的元件符号表示）
【答案】 CD##DC CABDE L1 R1
【解析】[1]A．按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；
B．当锅内温度高于103℃时，S1断开，而要温度降到70℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中并联的整体电阻
RL = 10.42Ω
R并 = 56.64Ω
则回路总电阻
R总 = 1067.06Ω
则回路总电流
SKIPIF 1 < 0
则L2一定发光，此时并联的整体的电压为
U并 = I总R并 = 11.89V
则流过L1的电流为
SKIPIF 1 < 0
则流过L1的电流小于30mA，则L1熄灭，B错误；C．由题知，S2在锅内温度高于80℃时自动断开，锅内温度降到70℃以下时S2自动闭合，C正确；
D．当锅内迢度低于70℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为
SKIPIF 1 < 0
则此时流过L1的电流大于30mA，则L1发光，D正确。
故选CD。
（2）[2]多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指什指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“ × 100”位置——选档；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。
故正确顺序为CABDE。
[3]由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图3可看出L1两端有1090Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏。
[4]由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图3可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL = 10.42Ω此时选用的是“ × 100”档则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。
4．（2021·福建·高考真题）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为 SKIPIF 1 < 0 电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为 SKIPIF 1 < 0 ，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为___________ SKIPIF 1 < 0 。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡（填“ SKIPIF 1 < 0 ”“ SKIPIF 1 < 0 ”“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为___________ SKIPIF 1 < 0 。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。（7）实验测得的该电阻丝电阻率为___________ SKIPIF 1 < 0 （结果保留3位有效数字）。
【答案】 1.414 SKIPIF 1 < 0 160 SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）[1]该电阻丝的直径为
SKIPIF 1 < 0
（3）[2]使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在100~200Ω，而表盘中央刻度在15~20左右 ，所以应选择×10倍率的电阻挡；
（5）[3]15~20之间的分度值为1，所以该电阻丝的电阻值为
SKIPIF 1 < 0
（7）[4]根据电阻定律有
SKIPIF 1 < 0
解得该电阻丝的电阻率为
SKIPIF 1 < 0
5．（2021·北京·高考真题）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
（1）该同学先用欧姆表“ SKIPIF 1 < 0 ”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是_______ SKIPIF 1 < 0 。
（2）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω）
B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）
D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用_______。（选填实验器材前对应的字母）
（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线_____，根据图线得出该金属丝电阻R =________Ω（结果保留小数点后两位）。
（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( )
【答案】 6 A C 5.80 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变
【解析】（1）[1]将选择开关调节到“×1Ω”，由图1可知，金属丝的电阻
Rx=6×1Ω=6Ω
（2）[2]由题知，电源电动势为3V，则回路中的最大电流为
SKIPIF 1 < 0
故电流表选A；
[3] 为了调节方便、测量准确，滑动变阻器要选最大阻值小的，故选C；
（3）[4]将描出的点用直线连接，即可得U-I图线，则有
[5]取（0.3A，1.75V），可得 SKIPIF 1 < 0
（4）[6] 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。
6．（2021·广东·高考真题）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“ SKIPIF 1 < 0 ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
（2）再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前，将滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。
将温控室的温度设置为T，电阻箱 SKIPIF 1 < 0 调为某一阻值 SKIPIF 1 < 0 。闭合开关S，调节滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 ，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和 SKIPIF 1 < 0 。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 SKIPIF 1 < 0 。断开开关S。
②实验中记录的阻值 SKIPIF 1 < 0 _____ SKIPIF 1 < 0 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值 SKIPIF 1 < 0 _____。
【答案】 短接 减小 b 大于 SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）[1][2]选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；
②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0 可知R01大于R02。
模拟突破
重点讲析
1．（2022·河北·邯郸市教育科学研究所高三开学考试）某同学想较准确地测量定值电阻Rx的阻值，设计实验方案如下：
（1）用如图1所示的多用电表粗测电阻Rx，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件__________，使指针对准电流的“0”刻度线；
②将K旋转到电阻挡“×1”的位置；
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件__________，使指针对准电阻的“0”刻度线；
④将电阻Rx接入两表笔之间，指针指示的位置如图2所示，则待测电阻Rx的阻值为Rx=__________Ω。
（2）为了较准确测量Rx的阻值，有以下一些器材可供选择：
电流表A1（量程0~100mA，内阻约0.2Ω）；
电流表A2（量程0~3A，内阻约0.12Ω）；
电压表V1（量程0~3V，内阻很大）；
电压表V2（量程0~15V，内阻很大）；
电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；
定值电阻R（15Ω，允许最大电流1.0A）；
滑动变阻器R1（0~10Ω，允许最大电流2.0A）；
滑动变阻器R2（0~1kΩ，允许最大电流0.5A）；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
①电流表应选__________，滑动变阻器应选__________；（填器材的符号）
②请在线框内画出测量电阻Rx的实验电路图；（要求所测量范围尽可能大）( )③某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=__________。
【答案】 S T 15.0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）[1]多用电表使用前要先进行机械调零，即旋动部件S，使得指针对准表盘左侧零刻线处；
[2] 将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，进行欧姆调零；
[3]欧姆表的读数为指针所指刻度乘以倍率，故图示读数为 SKIPIF 1 < 0 。
（2）[4][5]伏安法测电阻，第一步，先选择唯一性的器材，本题唯一性的器材是电源E、定值电阻R；第二步，选择电流表和电压表并判断电流表的接法，由于电源电动势为3V，通过被测电阻的最大电流为
SKIPIF 1 < 0
电流表A2相对通过被测电阻的最大电流而言量程过大，表盘利用率太低，所以选择电流表A1，但A1量程又偏小，所以，把定值电阻R和被测电阻串联整体作为被测对象，这样通过被测电阻的最大电流为
SKIPIF 1 < 0
正好和A1搭配，由于被测电阻阻值较小，故选择电流表外接；第三步，选择滑动变阻器并判断滑动变阻器的接法，选择滑动变阻器的原则是够用情况下优先选择小阻值滑动变阻器，本题选择滑动变阻器R1。
[6]题中要求测量范围尽可能大，所以滑动变阻器采取分压式接法，电路图如图所示
[7]根据欧姆定律可得
SKIPIF 1 < 0
2．（2022·江苏南京·高三开学考试）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝Rx的电阻率。
（1）用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径d=______mm。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为______Ω。
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表A（量程0.6A，内阻为1.0Ω）
B．保护电阻R0
C．电源（输出电压恒为6V）
D．开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度 SKIPIF 1 < 0 ，闭合开关，记录电流表读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，可得R0=______ SKIPIF 1 < 0 ，金属丝的电阻率 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 （结果均保留2位有效数字）。
③关于本实验的误差，下列说法正确的是______。
A．电表读数时为减小误差应多估读几位
B．用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差
C．考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值
【答案】 0.400 12.0 11 2.6×10−6（2.4×10−6~2.7×10−6） B
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
0+0.01×40.0mm=0.400mm
（2）[2] 当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
12.0×1Ω=12.0Ω（3）②[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
SKIPIF 1 < 0
根据电阻的决定式有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
根据图像有
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
③[5]A．电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估读几位并不能减小误差，A错误；
B．图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差，B正确；
C．根据上述分析过程，电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为k，即
SKIPIF 1 < 0
可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，C错误。
故选B。
3．（2022·北京·101中学三模）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻Rx，步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量其直径为_______mm；
（2）①用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤初步测得该电阻的阻值约为________ SKIPIF 1 < 0 ；
②实验室还提供了如下器材：
电池组E（电动势为3V，内阻不计）；电流表A1：量程为0～10mA，内阻 SKIPIF 1 < 0 约50 SKIPIF 1 < 0 ；
电流表A2：量程为0～500 SKIPIF 1 < 0 A，内阻 SKIPIF 1 < 0 ；
滑动变阻器R1（阻值范围为0～20 SKIPIF 1 < 0 ，额定电流2A）；
电阻箱R2（阻值范围为0～9999 SKIPIF 1 < 0 ，额定电流1A）
开关S，导线若干。
为了用伏安法尽可能准确地测量 SKIPIF 1 < 0 的阻值，请你帮助该同学完成实验中的下述步骤：
a．上述器材中缺少电压表，先需将电流表A2改装成电压表，然后在如图方框中画出用伏安法测量 SKIPIF 1 < 0 阻值的电路图，并在图中标明各器材的代号________。
b．实验中，将电流表 SKIPIF 1 < 0 改装成量程为2.5V的电压表，调节滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 ，读出电流表A1的示数 SKIPIF 1 < 0 ，此时电流表A2的示数如图所示，则其对应的电压测量值是 SKIPIF 1 < 0 _________V，根据以上实验数据和 SKIPIF 1 < 0 ，电阻 SKIPIF 1 < 0 的测量值是_______ SKIPIF 1 < 0 ，（本空保留2位有效数字），实验中电阻测量值 SKIPIF 1 < 0 与其真实值比较_______（选填“偏大”或“偏小”），并简述其原因_____________。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 220 1.2 SKIPIF 1 < 0 偏小 改装后的电压表分流作用
【解析】（1）[1]螺旋测微器读数为
SKIPIF 1 < 0
（2）①[2]多用电表的电阻“×10”挡，其读数为
SKIPIF 1 < 0
②a[3]电流表改装成电压表，串联电阻（电阻箱）可以完成，由于电流的表A1的内阻相对待测电阻 SKIPIF 1 < 0 很小，且大小不确定，采用电流表外接法，滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的最大阻值很小，电压的调节能力有限，采用分压式接法，电路如图所示
b[4]改装后的电压表等效内阻为
SKIPIF 1 < 0
电流表A2的示数为 SKIPIF 1 < 0 ，则其对应的电压测量值
SKIPIF 1 < 0
[5]电阻 SKIPIF 1 < 0 的测量值
SKIPIF 1 < 0
[6][7]由于改装后的电压表分流作用，电流表 SKIPIF 1 < 0 测量的电流值大于流过 SKIPIF 1 < 0 的电流，根据
SKIPIF 1 < 0
可知实验中电阻测量值 SKIPIF 1 < 0 与其真实值比较偏小。
4．（2022·湖南·雅礼中学二模）家里网购了一台净水机，小聪查阅资料后发现，水的电阻率与水中溶解的固体含量的关系如表所示，合格纯净水的固体含量 SKIPIF 1 < 0 。小聪想制作一个固体含量计，用来检验该净水机的净水效果。
小聪将水样通过阀门K注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示），再接在如图乙所示的电路（电源电动势为E，电流表的量程为Ig，测量前将红、黑表笔短接，使电流表满偏）的红、黑表笔之间，读出此时电流表的示数。小聪根据不同水样对应的电流值，得到不同水样对应的电阻率，将电阻率对应的固体含量值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成了一个简易的固体含量计。
（1）在如图乙所示的电路中，___________（选填“a”或“b”）表笔是黑表笔。水（25℃）的电阻率/（ SKIPIF 1 < 0 ）
500
50
5
0.5
0.1
0.01
溶解的固体含量/（ SKIPIF 1 < 0 ）
0.010
0.100
1.00
10
50
500
（2）此固体含量计上较小的固体含量值对应电流表的电流值___________（选填“较大”或“较小”）。
（3）某次测量时，电流表的指针恰好半偏，测得该容器两电极间的长度为L，水柱的内径为d，则水样的电阻率 SKIPIF 1 < 0 =___________（用相关物理量的符号表示）；若E=3.0V，Ig=100μA，L=30cm，d=20cm，则该净水机___________（选填“合格”或“不合格”）。
【答案】 b 较小 SKIPIF 1 < 0 不合格
【解析】（1）[1]电流从红色表笔流入电流表，从黑色表笔流出电流表。在如图乙所示的电路中，b表笔是黑表笔。
（2）[2] 从表中可知水中溶解的固体含量较小时，水的电阻率较大，根据电阻定律
SKIPIF 1 < 0
水样的电阻较大，电流表的电流值较小。
（3）[3] 由闭合电路欧姆定律，电流表满偏时电路总电阻为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
电流表的指针恰好半偏时
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
[4]若E=3.0V，Ig=100μA，L=30cm，d=20cm，水样的电阻率
SKIPIF 1 < 0
水样中的固体含量
SKIPIF 1 < 0 该净水机不合格。
5．（2022·天津市新华中学一模）小明同学想探究多用电表欧姆调零电阻阻值的最大调节范围，他进行了以下实验操作：
（1）小明首先调节旋钮A使指针指到图乙中a位置；
（2）将电阻箱的阻值调到最大，并按图甲连接好电路，此时电阻箱接线柱P的电势比Q___________（填“高”或“低”）；
（3）将旋钮C拨到R×1挡，并将旋钮B顺时针旋转到底（此时欧姆调零电阻的阻值最小），然后调节电阻箱的阻值，直至表盘指针指到电流满偏刻度值处，读出此时电阻箱的阻值为R1；继续调节电阻箱的阻值，直至表盘指针指到图乙中的b处，读出此时电阻箱的阻值为R2；则此时该多用电表R×1挡的总内阻为___________（用R1和R2表示）；
（4）最后将旋钮B逆时针旋转到底（此时欧姆调零电阻的阻值最大），并将电阻箱的阻值调到0，此时电表指针指到图乙中的c处，则此时流过表头的电流与满偏电流的比值为 SKIPIF 1 < 0 ；
（5）该多用电表欧姆调零电阻阻值最大值和最小值的差为___________（用R1和R2表示）。
【答案】 低 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【解析】（2）[1]由于选择的是多用电表的电阻档，则黑表笔接的是多用电表内部电源的正极，则Q端电势高，即接线柱P的电势比Q低。
（3）[2]根据欧姆表的测电阻原理有
E = I(R0 + Rx)
其中R0为欧姆表在该档位时的内部总电阻，Rx为待测电阻。由上式可知接入不同的Rx便有不同的I值，则根据I和Rx的对应关系可在表头上把不同的电流对应的电阻值标出来，即制作出欧姆表表盘，根据以上分析当表盘指针指到电流满偏刻度值处，读出此时电阻箱的阻值为R1，有
E = Ig(R0 + R1)
当表盘指针指到图乙中的b处，读出此时电阻箱的阻值为R2，有
SKIPIF 1 < 0
整理有
R0 = R2 - 2R1（5）[3]当电表指针指到图乙中的c处有
SKIPIF 1 < 0
综上该多用电表欧姆调零电阻阻值最大值和最小值的差为
SKIPIF 1 < 0
6．（2022·北京·人大附中三模）如图甲所示，是某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题。
（1）小明首先在 SKIPIF 1 < 0 间接上一直流电源，P接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压 SKIPIF 1 < 0 ”挡位，红表笔接P，黑表笔接Q，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则 SKIPIF 1 < 0 之间的电压是___________V；
（2）小明仍然用““直流电压 SKIPIF 1 < 0 ”挡位”又将红表笔接P，黑表笔接M，若电压表示数与 SKIPIF 1 < 0 之间的电压完全相同，则可以确定必定是___________发生了断路；
（3）小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆表倍率“ SKIPIF 1 < 0 ”的挡位，调零后红表笔接P，黑表笔接Q，发现电表指针迅速指向某一确定的值，之后并保持不动，考虑到电容器充放电的时间间隔，则由此可以判定必定是___________发生了断路。
【答案】 1.80 R2 R2
【解析】（1）[1]多用电表直流电压2.5V挡分度值为0.05V，需要估读到0.01V，所以PQ之间的电压为
SKIPIF 1 < 0
（2）[2]将红表笔接P，黑表笔接M，若电压表示数与 SKIPIF 1 < 0 之间的电压完全相同，即从P到M不存在电势降低，说明通过R2的电流为零，则可以确定必定是R2发生了断路。
（3）[3]若考虑电容器充放电的时间间隔，如果电容器接入电路，则在表笔接P、Q的瞬间，电容器充电，相当于导线，电表指针应先迅速指向0刻度，再返回至某一确定值保持不动，所以可以确定电容器未接入电路，由此可以判断必定是R2发生了断路。