高考物理一轮复习 第8章 实验11　练习使用多用电表

这是一份高考物理一轮复习 第8章 实验11　练习使用多用电表，共11页。试卷主要包含了实验目的，实验器材等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的
1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．
2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．
3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．
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．
考点一| 多用电表的使用及读数
[母题] (2013·全国卷Ⅰ)某学生实验小组利用如图实­11­1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：
图实­11­1
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)将图实­11­1中多用电表的红表笔和________(选填“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实­11­2甲所示，这时电压表的示数如图实­11­2乙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
甲 乙
图实­11­2
(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，如图实­11­3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.
图实­11­3
【解析】 (1)欧姆表调零前，需要将两表笔短接．
(2)应用多用电表的欧姆挡时，电流从黑表笔流出，所以黑表笔接电压表正极，即黑表笔接2，红表笔接1.
(3)欧姆表选用的倍率是×1 k，欧姆表的读数15.0×1 k＝15.0 kΩ；电压表量程5 V，最小分度0.1 V，读数时需要估读一位，为3.60 V.
(4)当滑动变阻器的阻值为0时，欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻，所以为12.0 kΩ.
(5)设多用电表内电池的电动势为E、多用电表内阻为R，由第(3)、(4)问可知eq \f(E,R＋15.0 kΩ)＝eq \f(3.60 V,12.0 kΩ)，eq \f(E,R＋12.0 kΩ)＝eq \f(4.00 V,12.0 kΩ)，两式联立解得：E＝9.00 V，R＝15.0 kΩ.
【答案】 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
[借题悟法·核心点拨]
[母题迁移]
(2017·安庆模拟)某中学的实验小组的成员在应用多用电表测电阻．
(1)多用电表的表盘如图实­11­4所示，其中表盘上的三个重要的部件用三个字母A、B、C标记了出来．该小组的成员在测量电阻时的操作过程如下：
①在测量电阻前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件________(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；
图实­11­4
②将旋钮C调节到“×100”的挡位；
③将红表笔插到________(填“＋”或“－”)孔，黑表笔插到________(填“＋”或“－”)孔，将两表笔短接，调节部件________(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最________(填“左”或“右”)端的零刻度线位置．
④完成以上的操作后，将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差，从下列选项中选出正确的操作步骤，并进行正确的排序________，最后测出待测电阻的阻值．
A．用两表笔与待测电阻相接触
B．将两表笔短接进行欧姆调零
C．将旋钮C调节到“×1”的挡位
D．将旋钮C调节到“×1 k”的挡位
(2)该小组的成员将多用电表调节无误后，在进行测量时，如果选用“×100”的挡位测量某电阻的阻值，多用电表表盘的指针如图实­11­5所示，则该电阻的阻值为________；如果选用100 mA直流电流挡测量电流，指针的偏转如图实­11­5所示，则该电流的大小为________；如果选用50 V的直流电压挡测量电压，指针的偏转如图实­11­5所示，则该电压的大小为________.
【导学号：92492326】
图实­11­5
【解析】 (1)多用电表使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度线处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度线处；由于测量电阻时，指针几乎没有发生偏转，说明需增大倍率，使指针指向中央刻度附近．
(2)若用“×100”挡测电阻，读数为17.0×100 Ω＝1 700 Ω；若用100 mA的直流电流挡测电流，读数为4.8×10 mA＝48 mA；若用50 V的直流电压挡测电压，读数为24.0 V.
【答案】 (1)①A 左 ③＋ － B 右 ④DBA
(2)1 700 Ω 48 mA 24.0 V
考点二| 用多用电表判断电路故障
[母题] (2014·重庆高考)某照明电路出现故障，其电路如图实­11­6所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．
图实­11­6
(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图实­11­7所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．
图实­11­7
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图实­11­7相同， 可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．
【解析】 (1)由题图可知，直流50 V挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右．由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定．(2)同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障．
【答案】 (1)11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池 (2)小灯
[借题悟法·核心点拨]
[母题迁移]
在如图实­11­8甲所示的电路中，4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．
甲 乙
图实­11­8
(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(用字母序号表示)；
A．2.5 V B．10 V
C．50 VD．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)接着练习使用欧姆表的“×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.
【解析】 (1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V，电压表量程应选10 V，B正确．
②灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e，f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A正确．
(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”．
②温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)．欧姆表读数应该为6.0 Ω.由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0 Ω，说明测量的应该是e、f间电阻．由R＝eq \f(U,I)可求得电阻为12.7 Ω.
【答案】 (1)①B ②A (2)①断开 ②6.0 e、f 12.7
考点三| 实验拓展与创新
●创新点1 用多用电表探索黑箱内的电学元件
1．图实­11­9甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻和探测电路．
(1)测量步骤如下：
①将选择开关旋转到“Ω”挡的________(选填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置．
②将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.
甲 乙 丙
图实­11­9
(2)探测对象为如图丙所示的黑箱，箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器，箱外有4个接线柱，分别标为1、2、3、4，相邻两个序号间只有一个元件．
①若用多用电表确定元件的位置，应使用多用电表的________(选填下述挡位的序号)进行试测．
A．直流10 V电压挡B．直流1.5 V电压挡
C．欧姆挡D．直流电流挡
②试测后，用直流1.5 V电压挡进一步测量，测量结果记录如下：
确定电源位置后，去掉电源，应用多用电表的________挡进行测量，结果如下：
③根据以上结果，在图实­11­9丙虚线框中画出电路图.
【导学号：92492327】
【解析】 (1)根据电阻的估计值，选“×1”挡可以使指针所指的位置在中间比较合理的位置，由多用电表直接读数得电阻的测量值为19.0 Ω.
(2)已知电路中有一节干电池，应用电压挡试测，为避免试触时电压表反接损坏电表，应采用较大量程试测．确定好电源的正负极位置后，可以利用1.5 V挡测量.1、2之间直接测量为1.5 V，说明电压表测量值为电源电动势，去掉电源后，应用欧姆挡检测电路，红表笔在多用电表内部接电源负极，红表笔接1，黑表笔接2、3、4显示电阻很大，说明二极管处于反接状态，黑表笔接1，红表笔接4显示电阻很小，说明二极管处于1、4之间，且处于导通状态，而红表笔接3、黑表笔接1显示电阻较小，说明3、4间有电阻存在，由于电容器的充电和放电，导致红表笔接2、黑表笔接1时先有电阻，然后变为无穷大，说明在2、3间有电容器．
【答案】 (1)①“×1” ②19.0 (2)①A ②欧姆 ③电路图如下
●创新点2 测多用电表内电源的电动势
2．(2017·辽宁锦州模拟)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“×1 k”挡内部电池的电动势E.
(1)该小组采用图实­11­10甲的电路进行实验，请用笔画线代替导线将图实­11­10乙中的实物图连接完整．
甲 乙

丙
图实­11­10
(2)请将下面的实验步骤补充完整：
①插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1 k”位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到表盘右侧“0”处．
②按照电路图连接好电路．
③接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图丙所示．多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA.
④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)由以上信息可得多用电表“×1 k”挡内部电池的电动势为________V．(保留两位有效数字)
【解析】 (1)根据电路图，连接实物图，注意电流为“红入黑出”．
(2)①根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；③欧姆表的读数为R＝22×1 kΩ＝22 kΩ，微安表的读数为243 μA(242～244 μA均可)．
(3)欧姆表调零后，欧姆表内阻等于其中值电阻，由图题丙所示多用电表可知，多用电表“×1 k”挡的中值电阻为15 kΩ，即欧姆表内阻R0＝15 kΩ.根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋R0)，I表示微安表的读数、R表示多用电表的读数，代入数据有E＝243×10－6×(22＋15)×103 V＝8.991 V≈9.0 V.
【答案】 (1)如图所示 (2)①短接 ③22 243(242～244均可) ④“OFF”挡或交流电压最高挡 (3)9.0

1.考查多用电表测电阻的步骤[第(1)(2)问]
(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度.
(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”处，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞.
(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较.
(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零.
(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较.
(6)使用多用电表时，电流总是“红入黑出”.
(7)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
2.考查多用电表的读数[第(3)问]
(1)欧姆表的读数
①为了减小读数误差，指针应指在表盘eq \f(1,3)到eq \f(2,3)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.
(2)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、0.2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位.
3.考查多用电表的工作原理[第(4)(5)问]
其工作原理为闭合电路欧姆定律.
1.考查电路的故障问题[题干部分]
电路故障一般分为断路和短路两种
(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点.
(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联段电路被短路．若电压表示数不为零，则该并联段电路没有被短路或不完全被短路.
2.考查电路故障的判断方法[第(1)(2)问]
(1)断开开关，电压表直接测量电源两端的电压，有示数且接近电源电动势，说明电源正常.
(2)红表笔接b点，闭合开关，电压表示数与(1)中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障.
3.使用多用电表检测故障的两点注意事项
(1)多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势.
(2)使用多用电表判断电路故障时，应采用“试触法”防止损坏电表.
红表笔位置
1
1
1
黑表笔位置
2
3
4
示数
1.5 V
0
0
红表笔位置
1
1
1
2
3
4
黑表笔位置
2
3
4
1
1
1
电阻情况
电阻很大
电阻很大
电阻很大
先有电阻，然后变为很大
电阻较小
电阻很小