内容正文:
实验十二 练习使用多用电表
第九章 电路及其应用 电能 能量守恒定律
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第九章 电路及其应用 电能 能量守恒定律
高考总复习 物理(新教材)
突破 实验热点
检测 随堂效果
02
03
夯实 基础实验
01
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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.
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.测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件串联.
4.测量电阻时,每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零.
5.由于欧姆表盘难于估读,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.
6.使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触测试笔的金属杆.
7.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.
8.如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出.
9.在研究二极管的单向导电性时,切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器,不能只连接一个二极管,否则极易烧坏二极管.
误差分析
1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换新电池.
2.欧姆表的表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏的特点.
3.由于欧姆表刻度的非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,因此要选用恰当挡位,使指针指中值附近.
4.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.
5.读数时的观测易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数.
热点一 多用电表的原理与读数
[典例1] 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)
[解析] (1)当B端与“3”连接时,内部电源与外部电路形成闭合回路,电流从A端流出,故A端与黑色表笔相连接.
(2)在使用多用电表之前,调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,选项A错误;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,选项B正确;使用电流挡时,电阻R6不在闭合电路中,调节无效,选项C错误.
(3)根据题给条件可知,当B端与“2”连接时,表头与R1、R2组成的串联电路并联,此时为量程1 mA的电流挡,由并联电路两支路电流与电阻成反比知,eq \f(Rg,R1+R2)=eq \f(1-0.25,0.25)=eq \f(3,1),解得R1+R2=160 Ω.
当B端与“4”连接时,表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联,此时为量程1 V的电压挡,表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120 Ω,两端电压为0.12 V,由串联电路中电压与电阻成正比知:R4两端电压为0.88 V,则R4电阻为880 Ω.
(4)若此时B端是与“1”连接的,多用电表作为直流电流表使用,量程为2.5 mA,读数为1.47 mA.
若此时B端是与“3”连接的,多用电表作为欧姆表使用,读数为11×100 Ω=1.10 kΩ.
若此时B端是与“5”连接的,多用电表作为直流电压表使用,量程为5 V,读数为2.94 V.
[答案] (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.94 V
1.(2022·湖南卷,12)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,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m<Rm<Rn),电流计的内阻为RG(RS≪RG).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,电流计示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流计示数变为In,则Im ________ In(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 ________ (填“×1”或“×10”).
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该 ________ 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 Ω的定值电阻R1,稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的eq \f(2,3);取走R1,在①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的eq \f(1,3),则Rx= ________ Ω.
解析:(1)根据题意可知Rm<Rn,所以开关拨向m时电路的总电阻小于开关拨向n时电路的总电阻,电源电动势E不变,根据I=eq \f(E,R总)可知Im>In;
(2)当开关S拨向n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S拨向n时对应欧姆表的挡位倍率较大,即×10;
(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位,即开关S从m拨向n,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G所在支路的电流,所以需要将R0的滑片向上调节;
(4)在“×10”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
R=Rn+eq \f(RG+R0上R0下,RG+R0m),
通过干路的电流为I=eq \f(E,R),
电流表满偏,根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知eq \f(IG,I-IG)=eq \f(R0下,RG+R0上),
第二次,①②之间接入R1=100 Ω,全电路总电阻为R+R1,通过干路的电流为I1=eq \f(E,R+R1),
电流表偏转了量程的eq \f(2,3),则eq \f(\f(2,3)IG,I1-\f(2,3)IG)=eq \f(R0下,RG+R0上),
结合第一次和第二次解得R=2R1=200 Ω,
第三次,①②之间接入Rx,全电路总电阻为Rx+R1,通过干路的电流为Ix=eq \f(E,Rx+R1),
电流表偏转了量程的eq \f(1,3),则eq \f(\f(1,3)IG,Ix-\f(1,3)IG)=eq \f(R0下,RG+R0上),
结合第二次和第三次,解得Rx=R+2R1=400 Ω.
答案:(1)大于 (2)×10 (3)向上 (4)400
热点二 多用电表的使用
[典例2] (2022·福建高考)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为100~200 Ω,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 ________ mm.
(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“×1”“×10”“×100”或“×1k”).
(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 ________ Ω.
(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 ________ Ω·m(结果保留3位有效数字).
[解析] (1)该电阻丝的直径为d=1 mm+41.4×0.01 mm=1.414 mm.
(3)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100~200 Ω,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)15~20之间的分度值为1,要估读1位,所以该电阻丝的电阻值为R=16.0×10 Ω=160.0 Ω.
(7)根据电阻定律有R=ρeq \f(l,S)=ρeq \f(4l,πd2),解得该电阻丝的电阻率为ρ=eq \f(πd2R,4l)≈3.14×10-4 Ω·m.
[答案] (1)1.414 (3)×10 (5)160.0
(7)3.14×10-4
2.小明同学练习使用多用电表测电阻:
(1)如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 ________ ,使指针对准电流的“0”刻线.(填“S”或“T”)
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置.
③将红、黑表笔短接,旋动 ________ (填“S”或“T”),使指针对准电阻的 ________ 刻线(填“0”或“∞”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大.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,并按 ________ 的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
(2)正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为 ________ Ω.
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5 V,内阻较小),测得该电阻读数为R;然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5 V,内阻较大),欧姆表调零后测得该电阻读数为R′,两次测量值R与R′相比,正确的是 ________ .
A.R′=R
B.R′>R
C.R′<R
D.无法确定
解析:(1)①S为机械调零旋钮,测量前应旋动部件S,使指针指在“0”刻度线;
③欧姆调零时,应旋动部件T,使指针对准电阻的“0刻线”;
④欧姆表指针偏转角度较大,说明所选挡位太大,应该换小挡位进行测量,应将旋转开关K置于电阻挡“×1”的位置,然后进行欧姆调零,再测电阻,因此合理的实验步骤是BDC;
(2)由题图乙可知,被测电阻为19 Ω;
(3)由欧姆表的结构可知,电源内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消,两次的测量值是相等的,B、C、D错误,A正确.
答案:(1)①S ③T 0 ④BDC (2)19 (3)A
热点三 拓展创新实验
创新角度
实验装置图
创新解读
应用多用电表检测二极管
(1)二极管具有单向导电性,正向导通时红表笔应接二极管的负极.
(2)应用多用电表欧姆挡测量二极管的电阻时,表针应指在表盘中央附近.
多用电表检测电路故障
(1)用多用电表的欧姆挡检测电路故障.
(2)利用多用电表的电流挡测量多用表内部电池的电动势.
用多用电表探索黑箱内的电学元件
根据不同元件的特性判断黑箱内的元件及其连接方式.
[典例3] 如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱,黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件,但任两个接线柱间最多只连接有一个元件.
(1)某同学要用多用电表探测黑箱,探测的第一步应该是 ________ .
A.用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻
B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压
C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流
(2)探测结果表明,黑箱里没有电源,并测得任两个接线柱间的电阻如下表所示:
红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
测得阻值/Ω
200
200
11.2 k
270
11 k
70
由此可以判断,黑箱里的元件一定有 ____________ ,用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接.
(3)多用电表的表盘如图乙所示,在上面探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线柱,这时电流从 ________ (填“A”或“C”)接线柱流进黑箱;为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,测电阻的挡位选择的应是 ______ (填“×1 k”“×100”或“×10”).
[解析] (1)因黑盒子内部可能有电源,则不能先用多用电表的欧姆挡测量,可先用电压挡判断内部是否有电源,故选B.
(2)根据题表中的测量值可以断定:A、B间肯定有电阻,B、C之间肯定有二极管,A、C间肯定有电阻和二极管的串联,电路连接如图:
(3)在上面探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线柱,这时电流从C接线柱流进黑箱;为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,指针应指在中间附近,测电阻的挡位选择的应是“×1 k”.
[答案] (1)B (2)电阻、二极管 电路连接见解析 (3)C ×1 k
3.某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点.
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.
(3)将红、黑表笔 ________ ,进行欧姆调零.
(4)测反向电阻时,将 ______ 表笔接二极管正极,将 ______ 表笔接二极管负极,读出电表示数.
(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘 ________ (填“左侧”“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复(3)、(4).
(6)测量完成后,将选择开关拨向 __________ 位置.
解析:(3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将红表笔接二极管正极,将黑表笔接二极管负极,读出电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央.(6)测量完成后,将选择开关拔向“OFF”或交流电压最高挡位置.
答案:(3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)“OFF”或交流电压最高挡
4.某实验小组在练习使用多用电表时,他们正确连接好电路如图甲所示.闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无示数,他们判断电路可能出现故障.经小组讨论后,他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路.已知保护电阻R=15 Ω,电流表量程为0~50 mA.操作步骤如下:
①将多用电表挡位调到欧姆×1挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零;
②断开图甲电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转;
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示;
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20 Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示.
回答下列问题:
(1)图丙中的多用电表示数为 ________ Ω;图丁中的电流表示数为 ________ mA.
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接 ________ (选填“c”或“e”)点.
(3)电路的故障可能是 ________ .
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.保护电阻R短路
D.保护电阻R断路
(4)根据以上实验得出的数据,同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E′= ________ V(结果保留三位有效数字).
解析:(1)欧姆表的示数为24×1 Ω=24 Ω,电流表的最小分度是1 mA,需估读到0.1 mA,所以图丁中的电流表示数为38.0 mA.
(2)根据电流必须从电流表的正接线柱流入,电流从欧姆表的红表笔流入,黑表笔流出,电路中电流经过电流表的方向为d→e,则操作步骤④中,多用电表黑表笔应接c点,红表笔应接e点.
(3)将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转,说明a、c间有断路.将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数不为零,所以电路的故障是灯泡断路.
(4)由操作步骤③中多用电表指针正好指在中间刻度,根据欧姆表的中值电阻等于其内阻,则知欧姆表的内阻为R欧=15 Ω.根据闭合电路欧姆定律得I=eq \f(E′,R0+RmA+R欧),又R0+RmA=24 Ω,故E′=I(R0+RmA+R欧)=38.0×10-3×(24+15)V≈1.48 V.
答案:(1)24 38.0 (2)e (3)B (4)1.48
1.(2024·绍兴模拟)在“练习使用多用电表”实验中:
(1)某同学欲测量一节干电池的电压,下述操作正确的是 ________ (填字母).
A.欧姆调零,选择挡位,表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极),读数
B.机械调零,选择挡位,表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极),读数
C.选择挡位,机械调零,表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极),读数
D.选择挡位,欧姆调零,表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极),读数
(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压,则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的 ________ 位置(选填A、B、C、…Q).
(3)经过正确操作后,电表指针指向如图丙所示,则插座的电压为 ________ V.
解析:(1)使用多用电表测电压时,应该先机械调零,然后选择适当的挡位,表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极),待示数稳定后读数即可,故B正确,A、C、D错误.
(2)甲所示插座的电压为220 V交流电源,所以应把多用电表的选择开关打到如题图乙所示的H位置.
(3)根据电表指针可知,插座的电压为U=200 V.
答案:(1)B (2)H (3)200
2.如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图,已知电源电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω,灵敏电流计满偏电流Ig=10 mA,内阻rg=90 Ω,表盘如图丙所示,欧姆表表盘中值刻度为“15”.
(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时,其内部电路为图甲所示.将多用电表的红、黑表笔短接,进行欧姆调零,调零后多用电表的总内阻为 ________ Ω.某电阻接入红、黑表笔间,表盘如图丙所示,则该电阻的阻值为 ________ Ω.
(2)若将选择开关旋至“×1”,则需要将灵敏电流计 ______ (选填“串联”或“并联”)一阻值为 ______ Ω的电阻,再进行欧姆调零.
(3)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量,如图乙所示,下列说法中正确的是 ________ (填选项前的字母).
A.欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端
B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
C.若采用“×100”倍率测量时,发现指针偏角过大,应换“×10”倍率,且要重新进行欧姆调零
D.若采用“×10”倍率测量时,发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央,测量值应略大于175 Ω
解析:(1)设欧姆表总内阻为R,短接时有
E=IgR,
代入数据计算得R=150 Ω,
当半偏时有E=eq \f(1,2)Ig(R+R中),
所以R=R中,所以选择的是“×10”挡位,根据题图丙可知该电阻的阻值为70 Ω.
(2)开关旋至“×1”,此时内阻R′=R中′=15 Ω,
短接时电流Im=eq \f(E,R′)=100 mA,
所以给灵敏电流计并联一个分流电阻R0.
根据欧姆定律R0=eq \f(Igrg,Im-Ig)=10 Ω.
(3)二极管具有单向导电性,由于表笔A与欧姆表内部电源正极相连,故需要表笔A、B分别接二极管的C、D端,故A正确;实验测量时,手不能触碰金属杆,否则会将自身电阻并联进电路,测量值偏小,故B错误;若采用“×100”倍率测量时,发现指针偏角过大,说明电阻对该挡位来说太小,所以应该换小挡位,即“×10”倍率,且要重新进行欧姆调零,故C正确;欧姆表表盘刻度不均匀,“左密右疏”且越往左阻值越大,所以测量值应小于175 Ω,故D错误.
答案:(1)150 70 (2)并联 10 (3)AC
3.某同学利用一节干电池(电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω)、表头(满偏电流Ig=1 mA,内阻rg=1 450 Ω)、两个定值电阻、一个滑动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、一对红、黑表笔制作一只双量程的简易欧姆表,设计的电路图如图甲、乙所示.
(1)红表笔是 ________ (填“A”或“B”);
(2)如图甲所示,先将表笔A、B短接,调节电阻R使表头满偏,则电阻R= ________ ;
(3)保持R不变,按如图乙所示,将定值电阻R1、R2和单刀双掷开关接入电路,将表笔A、B短接,开关分别接1、2使表头指针半偏时,对应的中值电阻分别为150 Ω和300 Ω,则开关接1时的倍率 ______ (填“大于”“等于”或“小于”)接2时的倍率,定值电阻的阻值R1= ________ 、R2= ________ .(以上两空结果保留两位小数)
解析:(1)欧姆表的电流“红进黑出”,故红表笔接内部电源的负极,故红表笔是A.
(2)由闭合电路欧姆定律可得
Ig=eq \f(E,r+R+rg),
代入数据解得R=49 Ω;
(3)设开关接1时倍率为“×1”,则开关接2时,满足300 Ω=150 Ω×2
即倍率为“×2”,故开关接1时的倍率小于接2时的倍率.
中值电阻表示多用电表的内阻,开关接1时,表头先与R2串联再与R1并联,可得
eq \f(R1R2+rg,R1+R2+rg)+r+R=150 Ω
开关接2时,R1与R2先串联再与表头并联,可得
eq \f(rgR1+R2,R1+R2+rg)+r+R=300 Ω
联立解得R1=106.47 Ω,R2=195.61 Ω.
答案:(1)A (2)49 Ω (3)小于 106.47 Ω 195.61 Ω
4.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.
(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图.虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能.关于此多用电表,下列说法中正确的是 ________ .(选填选项前面的字母)
A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
B当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图乙所示.
a.若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为 ______ mA.
b.若所选挡位为电阻“×10”挡,则示数为 ______ Ω.
c.若所选挡位为电阻“×10”挡,则欧姆表表头内阻为 ________ Ω.
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻.在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必需的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号: ________ .
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀,分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系,他们分别画出了如图所示的几种图像,其中可能正确的是 ________ .
(5)图丙为上题(图乙表盘的)多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=100 Ω,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,则此时欧姆表为电阻 ________ 挡.
解析:(1)当S接触点2时,内部接电源,则多用电表处于测量电阻的挡位,因黑表笔接内部电源的正极,则接线柱B接的是黑表笔,选项B错误,C正确;当S接触点1时,电阻与表头并联,则多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔,选项A正确;当S接触点3时,表头与电阻串联,则多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔,选项D错误;
(2)a.若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为22.0 mA;b.若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则示数为19×10 Ω=190 Ω;c.若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则欧姆表表头内阻等于中值电阻,即为15×10 Ω=150 Ω.
(3)用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻,则必须要换成“×100”挡,然后两表笔短接调零,其正确步骤是BAD.
(4)根据闭合电路的欧姆定律可知I=eq \f(E,Rx+R内)
则eq \f(1,I)=eq \f(1,E)Rx+eq \f(R内,E),故A、C正确.
(5)由闭合电路的欧姆定律Ig=eq \f(E,R内),即100×10-6 A=eq \f(1.5 V,R内),
解得R内=15 kΩ
则此时欧姆表为电阻“×1k”挡.
答案:(1)AC (2)22.0 190 150 (3)BAD (4)AC (5)×1k
5.如图甲所示为一黑箱装置,黑箱内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路,a、b为黑箱的两个输出端,a端连接黑箱内电池的正极.
(1)为了探测黑箱,某同学准备进行以下几步测量:
①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻.
②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压.
③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流.
你认为以上测量中不妥的有 __________ (填序号),理由是______
__________________________________________________________.
(2)若他用多用电表测其电阻,已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位,发现指针的偏转角度太大.这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ________ ”挡位(选填“×100”或“×1”);调零后测量,其表盘及指针所指位置如图乙所示,则a,b间的电阻为 ________ Ω.
(3)黑箱内的电路可看成一个“等效电源”,a、b是等效电源的两极,为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图丙所示的电路,调节滑动变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了UI坐标系,根据实验数据画出了坐标点,如图丁所示.请你做进一步处理,并由图求出等效电源的电动势E= ________ V,内阻r= ________ Ω.
解析:(1)①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻;③用电流挡直接测量可能会造成电源短路.
(2)多用电表用欧姆挡测量时,如果指针偏转角度太大,说明所测电阻的阻值小,应当选用小量程进行测量;图中所示读数为12 Ω.
(3)如图所示,
作出伏安特性曲线,图线与“U”轴的交点表示电源的电动势E,约为1.45 V;图线的斜率表示等效电源的内阻,取纵坐标为1.45 V和1.15 V的两个点,则r=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))=eq \f(1.45 V-1.15 V,0.4 A)=0.75 Ω.
答案:(1)①③ 理由见解析 (2)×1 12
(3)1.45(±0.02) 0.75(±0.03)3535
$$