（高二）专题07 电动势的测量和多用电表 专项训练-2024-2025学年高中物理期末重难点复习攻略

专题07 电动势的测量和多用电表——专项训练 1．如图1所示为多用电表的示意图，其中为可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为的定值电阻，部分操作步骤如下： (1)选择开关应调到电阻挡的 （填“”“”“”或“”）位置。 (2)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节 （填“S”或“T”），使电表指针指向 （填“左侧”或“右侧”）的“0”位置。 (3)将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图2所示，该电阻的阻值约为 。 2．“祖冲之”研究小组将一块电芯拆解出来，测量其电动势E和内阻r。实验小组设计了如图甲、乙所示的实验电路图，请回答下列问题： (1)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片 P 应移至最 （填“左”或“右”）端。 (2)闭合开关S后，移动滑片P，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出U—I图像，如图丙所示，可知图丙中标记为Ⅰ的图线是采用实验电路 （填“甲”或“乙”）测量得到的。 (3)利用图丙提供的信息可知，该电源电动势E的准确值为 ，该电源内阻r的准确值为 。（ 均已知） 3．某学习小组利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。为了方便读数和作图，给电源串联了R0 = 4.0 Ω的电阻。 (1)按图甲电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。现将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，发现读数仍不为零，则 导线是断开的；（填“aa′”、“bb′”或“cc′”）； (2)排除故障后，通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电压表V和电流表A的多组U、I数据，作出U − I图像如图乙所示。由图像可得电源的电动势E = V，内阻r测 = Ω，（均保留2位有效数字）； (3)若实验中电压表内阻的影响不能忽略，则由上述图线求得的电动势将比真实值 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）求得的内阻将比真实值 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）； 4．某研究小组对铭牌如图一所示的移动电源进行研究，设计的实验电路如图二，电源内阻不超过1Ω，除开关和若干导线外，可选用的其他实验器材有： A．电压表（量程0~6V，内阻未知）； B．毫安表（量程0~3mA，内阻Rg=99.5Ω） C．定值电阻（阻值0.5Ω）； D．定值电阻（阻值5Ω） E．滑动变阻器（阻值范围）； F．滑动变阻器（阻值范围） (1)为准确、方便地测出该移动电源的内阻，定值电阻R1应选择 ，定值电阻R2应选择 ，滑动变阻器R应选择 （填相应器材前的字母标号）； (2)根据实验室提供的器材，电压表应接在 （选填“a”、“b”）处。 (3)该组同学实验前进行了理论分析，电压表接在a、b点对应的电压表示数U与改装电流表的示数I的U–I图像应如图三所示，图像的延长线与轴交于、、、，电动势可表示为 ；（结果选用、、、、、、R其中的字母表示）； 5．某实验小组从数字多用电表上拆下了一块方形电池，通过查阅资料得知，该方形电池为6枚微型干电池（1.5V左右）中联堆叠而成，该小组从实验室借来如下器材来尽可能准确地测量该方形电池的电动势和内阻； A.电流表（量程，内阻约） B.电流表（量程，内阻为） C.定值电阻（阻值为） D.定值电阻（阻值为） E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.开关、导线若干 （1）该实验小组按照图1的电路图进行实验，图中电流表应选用 ，电流表应选用 ，定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 （均填器材前的编号）； （2）电流表的读数记为，电流表的读数记为，改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组实验数据，并作出如图2所示的关系图像； （3）图像的延长线与纵轴的交点坐标为9.20mA，与横轴的交点坐标为1.2A，则通过计算可得电源的电动势 V，电源内阻 （结果均保留1位小数）。 6．在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中： (1)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“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”挡位（选填“×100”或“×1”），然后进行 ，再次测量金属丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示。 (2)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A.电流表A1（量程为0~300 mA，内阻约为1 Ω） B.电流表A2（量程为0~0.6 A，内阻约为0.3 Ω） C.电压表V1（量程为0~3.0 V，内阻约为3 kΩ） D.电压表V2（量程为0~15.0 V，内阻约为5 kΩ） E.滑动变阻器R1（最大阻值为10 Ω） F.滑动变阻器R2（最大阻值为500 Ω） G.电源E（电压为4 V） H.开关、导线若干 ①为了尽可能提高测量准确度，电流表应选 ，电压表应选 ；滑动变阻器应选 （均填器材前面的字母）。 ②下列给出的测量电路中，最合适的电路是 。 A. B. C.  D. 7．如图1所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻99Ω；电池电动势1.5V、内阻5Ω； (1)图1中表b为 色（选填“红”或“黑”）。调零电阻可能是下面两个滑动变阻器中的 （填选项序号）。 A．电阻范围0~2000Ω    B.电阻范围0~200Ω (2)在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图2所示，被测电阻的阻值为 Ω； (3)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.4V，内阻变为10Ω，但此表仍能进行欧姆调零，用此表测量电阻为1500Ω，则该电阻真实值为 Ω (4)如图3所示，某同学利用定值电阻给欧姆表增加一挡位“×1”，则定值电阻 。（结果保留1位小数） 8．如图甲为简易多用电表原理图，表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。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1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆挡。 (1)如果多用电表当做量程5V直流电压表，选择旋钮应接通 （填“1”“2”……或“5”下同）；如果多用电表当做量程1mA直流电流表，选择旋钮应接通 ； (2)为制作多倍率的欧姆表，采用如图乙结构，R0为调零电阻，Rm<Rn，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”），欧姆调零后在AB间接入阻值为150Ω的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，取走该定值电阻。把另一个定值电阻接入AB间，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx= Ω。 9．小明想测量一节干电池的内阻，设计了如下实验：先将一个多用电表并联在一个电阻箱上，调节电阻箱阻值，使多用电表恰好指向中间刻度；不改变电表量程，将电表电池盒内电池取出，换用一节待测干电池作电源，重复上述步骤，得到两次实验电阻箱的阻值分别为R1，R2，从而计算出待测干电池内阻。图示为多用电表的内部结构示意图。 (1)关于实验步骤，下列说法正确的是 （单选） A．两次测量前，都需要机械调零 B．由于第一次测量与第二次测量的量程不变，故第二次测量不需欧姆调零 C．使用完多用电表后，应将旋钮旋OFF档至或交流电压最高档 D．红黑表笔的接入方式会影响测得电阻的大小 (2)多用电表的红表笔连接的触头是 （填“A”或“B”） (3)若电表原装电池内阻为r，则待测干电池内阻为 （用R1，R2，r，表示） 10．太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。某同学要测量光电池的电动势和内阻，根据实验室提供的器材，设计实验方案。 ①光电池（电动势约为6.0V，内阻约为） ②电压表V（量程15V，内阻约为） ③电流表G（量程1mA，内阻） ④电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω） ⑤滑动变阻器    ⑥滑动变阻器 ⑦电阻箱    ⑧定值电阻 ⑨开关S和导线若干 (1)因电压表V的量程太大，现将电流表G改装成量程为6V的电压表，电阻箱的阻值需要调至 。 (2)为了准确测出电池组的电动势和内阻，设计电路如图甲所示，实验中应选用的滑动变阻器是 。（填写器材编号） (3)该同学利用上述实验原理图测得相关数据，并作出相应的图像如图乙所示，根据图像可求出电源的电动势 V，电源的内阻 。（结果均保留三位有效数字） 11．某高中开展项目式学习，研究测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)甲同学利用图1所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S，移动滑动变阻器滑片得到多组电流和电压值，在坐标纸上画出图像，如图2所示可得电源电动势 V，电源内阻 ；（结果均保留三位有效数字）， (2)①乙同学在没有电流表的情况下，设计了如图3所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S，改变电阻箱的阻值，记录多组电压表示数U和电阻箱示数R，并画出的图像，如图4所示可得电源电动势 V，电源内阻 ；（结果均保留三位有效数字） ②乙同学继续对实验误差进行分析，若实线代表理想电压表测得的情况，虚线代表电压表内阻不可忽略时测得的情况，下列图中能正确反映相关物理量之间关系的是 。 12．一研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测电源的电动势E、内阻r及待测电阻。实验器材有： ①待测电源（E，r） ②待测电阻 ③电压表（量程，内阻很大） ④电阻箱R（） ⑤定值电阻 ⑥单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 实验步骤如下： (1)将乙图中电路实物图连接完整 。 (2)先测的阻值，将该同学的操作补充完整： ①闭合开关，将切换到1，调节R至适当阻值时读出其示数和对应的电压表示数； ②保持R示数不变， ，读出电压表示数； ③待测电阻 。（用所测量的物理量符号表示） (3)该小组同学已经测得，继续测电源电动势E和内阻r。具体操作如下： ①闭合开关，将切换到2，多次调节R，读出多组电阻箱示数R及对应电压表读数U； ②由测得的数据绘出了图线如图丙所示； ③由图丙求得电源电动势 ，内阻 。（结果均保留两位小数） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) (2) T 右侧 (3)11000 【详解】（1）粗测的电阻选“”挡位。 （2）[1][2]红黑表笔短接后，应调节欧姆调零旋钮“T”使指针指向右侧零刻度。 （3）由图2可知电阻阻值约为 2．(1)左 (2)乙 (3) U1 【详解】（1）闭合开关S前，滑动变阻器阻值应该最大，则滑片 P 应移至最左端。 （2）对甲图 U=E-(R0+r)I 对乙图 U=E-(R0+r+RA)I 则乙图中图像的斜率比甲图大，图丙中标记为Ⅰ的图线是采用实验电路乙测量得到的。 （3）[1][2]根据图乙和丙图图线Ⅰ分析，可知电源的真实电动势为 E=U1 甲图中对应的图线Ⅱ中的I2为电源短路时的真实电流。所以 3．(1)aa′ (2) 2.8 2.9 (3) 偏小 偏小 【详解】（1）良好的导线电阻可视为零，根据U = IR可知，良好的导线两端不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则这根导线是断开的，同时接在电路中的电压表有示数，意味着电压表和电源之间构成通路，据此可以判断哪根导线是是断开的；用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，可知cc′不断开，再测量a、a′间电压，发现读数仍不为零，可知bb′不断开，一定是aa′间断开。 （2）[1]根据U − I图像的纵轴截距为电源电动势，可知 [2]由闭合电路欧姆定律可知，U − I图像中的斜率含义为r + R0，即电源内阻为 （3）[1][2]由图甲知，由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，短路电流测量值等于真实值，其U − I图像如图，故电动势比真实值偏小，内阻比真实值偏小。 4．(1) C D E (2)b (3) 【详解】（1）[1][2]根据图一，移动电源的最大输出电压为5V，最大输出电流为2A，为了确保微安表的精度与安全，需要将微安表改装成大量程电流表，若定值电阻选择0.5Ω，则改装电流表的量程为 若定值电阻选择5Ω，此时量程小于0.6A，达不到要求，可知定值电阻选择C，则保护电阻应选择D； [3]为了使得测量数据的连续性强，滑动变阻器总阻值选择与保护电阻、电源内阻和值相差不太大的，即滑动变阻器R选择的E。 （2）由于电流表内阻已知，为了精确测量，电压表应接在b处； （3）电压表接在a处时的系统误差在于电压表的分流，测量的是电压表与保护电阻、电源并联等效新电源的电动势与内阻，电动势与内阻的测量值均小于真实值；电压表接在b处时的系统误差在于电流表的分压，测量的是电流表与保护电阻、电源串联等效新电源的电动势与内阻，电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值；可知，电压表接在a处时的图像为，电压表接在b处时的图像为，可知电源电动势为 5． B A C E 9.3 7.7 【详解】（1）[1][2]电流表内阻已知，用来改装成电压表，故电流表选B，电流表选A。 [3]改装后的电压表量程需大于，根据电压表改装原理 解得 定值电阻应选C。 [4]为调节方便，电流表的示数变化明显，故滑动变阻器应选阻值较小的，故选E。 （5）[5][6]根据闭合电路的欧姆定律 整理得 图像的斜率绝对值为 解得电源内阻 图像的纵截距 解得电源的电动势 6．(1) ×1 欧姆调零 (2) A C E B 【详解】（1）[1][2]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角太大，可知待测电阻阻值较小，应将选择开关换成欧姆挡的“×1”挡位，然后进行欧姆调零，再次测量金属丝的阻值。 （2）①[1][2][3]由于电源电压为4 V，则电压表应选C；由指针所指位置可知待测电阻约为，根据 则电流表应选A；为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的E。 ②[4]由于待测电阻约为，根据 可知电流表应采用外接法；为了尽可能提高测量精确度，应使电压电流调节范围大一些，则滑动变阻器应用分压接法。 故选B。 7．(1) 黑 A (2)1600 (3)1400 (4)1.0 【详解】（1）多用电表红黑表笔的特点是“红进黑出”，所以b为黑色；欧姆表在调零时，电路中总电阻为 所以滑动变阻器应该选A。 （2）可以先求欧姆表的中值电阻，当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半，对应的电阻为中值电阻 即表盘刻度为15时代表1500，倍率为，所以被测电阻为。 （3）若电源电动势为1.4V，满偏电流不变，所以调零后中值电阻为，所以半偏时电阻为。 （4）倍率为×1时，中值电阻为15，即内阻为15，由此可知，满偏电流变为原来的100倍，即0.1A 8．(1) 5 2 (2)300 【详解】（1）[1]由串联电路的分压作用可知，量程5V直流电压表是较大量程电压表，所串联的电阻较大，因此选择旋钮应接通“5”。 [2]由并联电路的分流作用可知，量程1mA直流电流表是较小量程的电流表，所并联的电阻较大，因此选择旋钮应接通“2”。 （2）由欧姆表的原理可知，欧姆表的内阻大，倍率大，由题图乙，因为Rm<Rn，所以将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为“×10”。 欧姆调零后在AB间接入阻值为150Ω的定值电阻，为半偏，所以欧姆表内阻等于150Ω，根据闭合电路的欧姆定律可得 在AB间接入待测电阻Rx，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则有 综上解得 Rx=300Ω 9．(1)C (2)B (3) 【详解】（1）A．机械调零是在使用之前要观察指针是否指在零刻度线上，必要时进行调零，测量过程中则无需进行机械调零，A错误； B．测量电阻时，更换不同的档挡倍率时，需要重新进行欧姆调零，B错误； C．使用完多用电表后，应将旋钮旋OFF档至或交流电压最高档，以防下次使用时由于误操作而对多用表造成损坏，C正确； D．红黑表笔的接入方式只会改变流经电阻电流的方向，而对电阻的大小没有影响，D错误。 故选C。 （2）根据多用表电流“红进黑出”的原则可知，与内部电源负极相连的应是红表笔，即红表笔连接的触头B （3）由于两次测量电表的指针不变，电表恰好指向中间刻度。由于中值电阻等于欧姆表内阻可知 同理 解得 10．(1)5980.0 (2)⑤ (3) 6.00 1.20 【详解】（1）根据电压表改装原理 故电阻箱的阻值需要调至 （2）为调节方便，改装后的电压表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，故实验中应选用的滑动变阻器是⑤。 （3）[1]根据闭合电路的欧姆定律 且 整理得 图像的纵截距为 解得电源的电动势 [2]图像的斜率为 解得电源的内阻 11．(1) 1.40 1.00 (2) 1.43 1.14 D 【详解】（1）[1][2]由闭合电路的欧姆定律 化简可得 结合图2可知 所以电源电动势为1.40V，电源内阻为。 （2）[1][2]由闭合电路欧姆定律 化简可得 结合图4可知 所以电源电动势为 电源内阻为 [3]若电压表内阻不可忽略时，由欧姆定律 化简可得 对比 可得，考虑电压表的内阻和不考虑电压表内阻的斜率不变，但考虑电压表的内阻的纵截距大于不考虑电压表的内阻的纵截距。 故选D。 12．(1) (2) 将切换到2 (3) 2.94 1.00 【详解】（1）根据电路图，实物连线如图所示 （2）[1]保持示数不变，将切换到2，读出电压表示数； [2]将切换到1时，有 将切换到2时，有 联立可得待测电阻为 （3）[1][2]闭合开关，将切换到2，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得的直线方程为 根据图像可得 ， 解得 ， 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$