内容正文:
4.3 科学测量:用多用电表测量电学量
梯度分层
基础巩固:知识记忆,教材过关,夯实根本
拔高提升:进阶训练,概念运用,提炼重难
衔接高考:真题重现,模拟训练,决战高考
1.(多选)关于多用表的使用,下列说法中正确的是( )
A.测电阻时指针偏转至靠近刻度盘最右端附近,需要将倍率调换到低倍率挡
B.测电阻时要保证接触良好,可用手直接将表笔和电阻握紧
C.改变不同倍率的欧姆挡后不用重新欧姆调零
D.使用完毕后拔去表笔还应把选择开关置于交流电压最大量程或off挡
2.(多选)关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.使用电阻挡“”测未知电阻时,发现指针偏转角度较小,应该换成电阻挡“”,重新进行欧姆调零后,再测量该电阻阻值
B.用多用电表直流电压挡测小灯泡两端的电压时,应将电表与被测小灯泡串联接在电路中
C.用多用电表直流电流挡测小灯泡中的电流时,应让电流从黑表笔流入电表
D.多用电表使用完毕,应拔出两表笔,并将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡
3.(多选)下述关于使用多用电表欧姆挡测二极管电阻或普通电阻的说法中正确的是( )
A.测量某个二极管正向电阻时,应使用红表笔接二极管正极,黑表笔接二极管负极
B.测量电阻时,只要不更换倍率就不需要重新欧姆调零
C.为了使测量值比较准确,应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起以使表笔与待测电阻接触良好
D.使用完毕应当拔出表笔,并把旋转开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡
4.关于多用电表的使用,下列说法中正确的是( )
A.测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零
B.测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流从“一”接线柱流入多用电表
C.测量电压、电流前要进行机械调零,测电阻时不需要进行机械调零
D.用欧姆挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越大
5.(多选)用多用表测直流电压、直流电流和电阻时,以下说法正确的是( )
A.测电压、电流和电阻时,电流都从红表笔流入多用表
B.无论作电压表、电流表还是欧姆表使用,内部都应接电池
C.测电阻时,双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
D.测电阻时,红表笔接表内电池的负极
6.在“练习使用多用电表”实验结束后,发现四位同学所使用的多用电表选择开关分别位于下图所示位置,则习惯最好的一位同学是( )
A. B.
C. D.
7.用多用表测一个电阻的阻值,多用表的“Ω”挡有“Ω×1”、“Ω×10”、“Ω×100”三挡,先选用“Ω×10”挡,调零后测量结果如图。这说明被测电阻很_______(选填“大”或“小”),应换用_______挡,并__________再测量。
8.用多用表的欧姆挡测量一个二极管,测量情况如图所示,这个二极管的正极是_______端,负极是________端(选填“A”或“B”)。
9.(多选)有关欧姆表的使用,正确的是( )
A.测电阻前将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使表头指针指向右边的电阻零刻线
B.红表笔与表内电池的正极相接,黑表笔与表内电池的负极相接
C.测电阻时,指针越接近刻度右边误差越小
D.测电阻时,若指针偏角太小,说明当前所用倍率挡偏小
10.如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用“×100”挡测量电阻,则读数为____Ω。
②如果是用直流50mA挡测量电流,则读数为_____mA。
③如果是用直流5V挡测量电压,则读数为_____V。
1.(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用和连接,正确的( )
A.测电阻前要使红黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指零
B.红表笔与表内电池的正极相接,黑表笔与表内电池的负极相接
C.红表笔与表内电池的负极相接,黑表笔与表内电池的正极相接
D.测电阻时,表针偏转角越大,待测阻值越大
2.现有一个阻值约为2kΩ的定值电阻,用多用电表测其电阻,应选用电阻_______挡(选填“×10”“×100” 或“×1k”);图为已选定挡位后正在测量中的多用电表表盘,其对应的阻值是_______Ω。
3.图示为欧姆表的原理图。电源的电动势,内阻,电流表的满偏电流,内阻,为可调电阻,A、B为红黑表笔。
(1)使用前,先要对其进行调零,简述正确的调零过程,并求出完成调零后的阻值。
(2)保持的阻值不变,将待测电阻接在A、B之间,将此时的电流表刻度值I转化成对应的,表盘刻度就变成了电阻刻度,请分析说明电阻刻度是否均匀?
(3)求该欧姆表表盘中央刻度表示的电阻值。
4.下列关于欧姆表的使用和操作正确的是( )
A.欧姆表欧姆调零后,用“”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,为了提高测量精度,应换用“”挡,重新调零后再测量
B.若选用的是直流电压“0~”量程,则图甲中指针读数应为
C.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管的电阻,结果如图乙所示,可知该二极管的正极为B端
D.多用电表欧姆挡是靠内部电源提供电流的,若选用“”倍率测量电阻,进行欧姆调零后,欧姆表内阻约为
5.一多用电表的欧姆挡有四个挡,分别为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1000Ω,现用它来测一未知电阻,当用×10Ω挡测量时,发现指针的偏转角很大,为了测量结果准确些,测量前应进行如下两项操作:先把选择开关旋到_________挡上(选填“”或“”),进行_________调零(选填“机械”或“欧姆”),然后再测量并读数,测定完毕后,他将两表笔从插孔拔出,还应将选择开关旋至_________。
6.如图所示,欧姆表的刻度盘末使用时指针指A,短接时电流满偏指针指B,已知表的总内阻为24Ω,C是AB弧的中点,D是AC弧的中点,E是AD弧的中点,则C点的刻度值是______,D点的刻度值是______,E点的刻度值是______。
7.关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
D.丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的正向电阻
8.在“练习使用多用电表”实验中,所用多用电表如图甲所示。
(1)某次实验中,小明首先把选择开关置于欧姆挡“×10”倍率挡处,将红黑表笔短接进行欧姆调零,需要旋动________(选填“A”“B”或“C”)旋钮,使指针指在右端的零刻度;然后将红黑表笔接触待测电阻两端,发现指针偏转角度过大,因此需选择________(选填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡,并需________(填操作过程)后,再次进行测量。
(2)如图乙所示为某指针式多用电表欧姆挡的原理图,电源电压为1.5 V,电流表可以测量的最大电流。使用时先将红、黑表笔短接,调节R使电流表的示数为;若在红、黑表笔间接入一个待测电阻时,电流表的示数变为,则的阻值为________Ω;若电源用久后,电动势变为1.35 V,该表还可以正常欧姆调零,继续使用该表测量待测电阻时,则电阻的测量值________(选填“大于”、“等于”、“小于”)真实值。
9.在“练习使用多用电表”的实验中测量某电阻阻值,多用电表示意图如下图所示。
(1)该同学使用多用电表“×10 Ω”挡位测量某一电阻阻值时,正确操作后指针位置如图所示,则该电阻的测量值为_______Ω;
(2)若用欧姆挡的“×10”倍率去测另外一个电阻,调零后试测,发现指针偏转很大接近满偏。由此可以判断该电阻阻值很_______(选填“大”或“小”),为测量准确,应改用_______倍率(选填“×1”或“×100”),调零后测量。
10.在练习使用多用电表的实验中:
(1)一多用电表的电阻挡有四个倍率,分别是、、、,用挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到_________挡。
(2)重新测量后,指针位于如图甲所示位置,被测电阻的测量值为_________。(保留2位有效数字)
(3)如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图,已知电流计的量程为,内阻为,定值电阻,电池电动势为,R为调零电阻,则表盘上刻度线对应的电阻值是_________。(保留2位有效数字)
(4)当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到4.2 V、内阻增加了时仍可调零,调零后,调零电阻R的阻值将变_________(填“大”或“小”),若测得某电阻为,则这个电阻的真实值为_________。
1.[2025年湖南高考真题]车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为_______Ω。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E电动势,内阻可忽略,电压表量程,内阻约,电流表程,内阻约。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图2中完成余下导线的连接_______。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率_______(用表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率ρ,作出图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在_______两端(填“”或“”)。
(6)若电源E使用时间过长,电动势变小,上压力大于或等于时,报警器启动,则_______(填“大于”“小于”或“等于”)。
2.[2023年湖南高考真题]某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,为电阻箱,为半导体薄膜压力传感器,间连接电压传感器(内阻无穷大)。
(1)先用欧姆表“×100”挡粗测的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是______Ω;
(2)适当调节,使电压传感器示数为0,此时,的阻值为______Ω(用表示);
(3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数U,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
据表中数据在图(c)上描点,绘制关系图线;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器示数为200 mV,则大小是_______N(重力加速度取,保留2位有效数字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,此时非理想毫伏表读数为200 mV,则______(填“>”“=”或“<”)。
答案以及解析
基础巩固
1.答案:AD
解析:A.测电阻时指针偏转至靠近刻度盘最右端附近,说明此时多用表中的电流较大,被测电阻的阻值较小,故需要将倍率调换到低倍率挡,减小测量误差,故A正确;
B.测电路中某个电阻的阻值时,一定要将该电阻与其他元器件断开,包括人体也不能与表笔的金属部分接触,避免测量出现较大误差,故B错误;
C.每次改变不同倍率的欧姆挡后都必须重新欧姆调零,故C错误;
D.多用表使用完毕后,应拔去表笔同时还应把选择开关置于交流电压最大量程或off挡,故D正确。
故选AD。
2.答案:AD
解析:A.使用电阻挡“”测未知电阻时,发现指针偏转角度较小,说明所测电阻值较大,应该换成电阻挡“”,重新进行欧姆调零后,再测量该电阻阻值,A正确;
B.用多用电表直流电压挡测小灯泡两端的电压时,应将电表与被测小灯泡并联接在电路中,B错误;
C.电流挡测直流电流时,电流应从正接线柱流入电流表,应使电流从红表笔流入多用电表,C错误;
D.多用电表使用完毕,应拔出两表笔,并将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡,D正确。
故选AD。
3.答案:BD
解析:A.测量某个二极管正向电阻时,应使用红表笔接二极管负极,黑表笔接二极管正极,故A错误;
B.测量电阻时,只要不更换倍率就不需要重新欧姆调零,故B正确;
C.人体是导体,人与待测电阻接触时,人与待测电阻并联,并联后的阻值小于待测电阻的阻值,所以不应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,故C错误;
D.使用完毕应当拔出表笔,并把旋转开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡,故D正确。
故选BD。
4.答案:A
解析:A.测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零,因为换挡后欧姆表的内阻发生改变,所以必须重新欧姆调零,则A正确;
B.测量直流电压、直流电流、电阻时电流都是从“+”接线柱流入多用电表,所以B错误;
C.多用电表使用前都需要进行机械调零,所以测电阻时也需要进行机械调零,则C错误;
D.用欧姆挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越小,因为电阻越大,通过的电流越小,指针向右偏转越小,所以D错误;
故选A。
5.答案:AD
解析:A.测电压、电流和电阻时,电流都从红表笔流入多用表,故A正确;
B.作电压表、电流表时内部不需要接电池,欧姆表使用时需要电池,故B错误;
C.双手捏住两表笔金属杆,人体与被测电阻并联,所以测量值偏小,故C错误;
D.测电阻时,红表笔接表内电池的负极,故D正确。
故选AD。
6.答案:D
解析:多用电表使用完毕要把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,有图示可知,图D是正确的。
故选D。
7.答案:大;×100;重新欧姆调零
解析:由图示欧姆表可知,指针偏转角度很小,欧姆表示数很大,被测电阻很大;
欧姆表指针偏转角度很小,说明所选档位太小,为准确测量电阻,应换大挡,换用×100;
换挡后要重新进行欧姆调零,然后再测电阻。
8.答案:A;B
解析:二极管具有单向导电性,当接正向电压时,二极管导通,电阻很小,而接反向电压时,二极管截止,电阻很大;由于欧姆表内部电池的正极与黑表笔即“-”接线柱相连,当指针向右偏转角度较大时说明待测电阻阻值较小,根据图可知二极管的正极应与黑表笔即“-”相连,即该二极管的正极是A端,负极是B端。
9.答案:AD
解析:A.测电阻前将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使表头指针指向右边的电阻零刻线,故A正确;
B.电流从红表笔流入、黑表笔流出,所以红表笔与表内电池的负极相接,黑表笔与表内电池的正极相接,故B错误;
C.测电阻时,指针越接近刻度盘中央误差越小,故C错误;
D.测电阻时,若指针偏角太小,即指针所指刻度值太大,说明当前所用倍率挡偏小,故D正确。
故选AD。
10.答案:600;36.0;3.60
解析:用“×100”挡测量电阻,读数
用直流50mA挡测量电流,读数36.0mA;
用直流5V挡测量电压,读数
拔高提升
1.答案:AC
解析:A.使用欧姆表测电阻确定合适的挡位后要进行欧姆调零,要使红黑表笔相接,调节调零旋钮,使表头的指针指向欧姆刻度的零处,故A正确;BC.红表笔与表内电池负极相接,黑表笔与表内电池正极相连接,故B错误,C正确;D.欧姆表零刻度线在最右侧,测电阻时,表针偏转角度越大,待测电阻值越小,故D错误。
2.答案:;
解析:欧姆表的中央刻度为“15”,待测电阻的阻值约为,为了减小误差,应使欧姆表的指针指在中央刻度附近,故应选择“”挡;
根据上述分析及欧姆表指示的刻度,可知待测电阻的阻值为。
3.答案:(1)(2)见解析(3)
解析:(1)将红黑表笔短接,调节可变电阻,使电流表的指针满偏
短接后,由闭合电路的欧姆定律,得
解得
(2)由闭合电路的欧姆定律,得
得
由于电流表的刻度I是均匀的,由上式可知与I是非线性关系,故的刻度是不均匀的
(3)指针指在中央刻度时,电流
由闭合电路的欧姆定律,得
联立解得
4.答案:D
解析:A.欧姆表欧姆调零后,用“×10”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,说明电阻读数较小,量程挡位选大了,为了把电阻测得更准一些,应换用“×1”挡,重新调零后再测量,故A错误;
B.若选用的是直流电压“0~”量程,则图甲中指针读数应为,故B错误;
C.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,由图内可知左图中电阻较大,所测的为二极管的反向电阻;右图中电阻较小,测的是正向电阻,则该极管的正极为A端,故C错误;
D.多用电表欧姆挡是靠内部电源提供电流的,若选用“”倍率测量电阻,进行欧姆调零后,电阻为1500Ω,即,
欧姆表内阻约为,故D正确。
故选D。
5.答案:×1Ω;欧姆;OFF档或交流电压最高档
解析:当用×10Ω挡测量时,发现指针的偏转角很大,说明倍率档选择过高,则为了测量结果准确些,应该把选择开关旋到×1Ω挡上,进行欧姆调零,然后再测量并读数,测定完毕后,他将两表笔从插孔拔出,还应将选择开关旋至OFF档或交流电压最高档。
6.答案:24Ω;72Ω;168Ω
解析:短接时,有
所以当指针指向一半时,满足
则
同理,对于D而言
则
对于E而言
则
7.答案:B
解析:A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,表笔接法正确,故B正确;
CD.欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,由图丙所示电路图可知,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,多用电表测二极管正向电阻,由图丁所示电路图可知,黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,多用电表测二极管反向电阻,故CD错误。
故选B。
8.答案:(1)A;×1;欧姆调零
(2);大于
解析:(1)某次实验中,小明首先把选择开关置于欧姆挡“×10”倍率挡处,将红黑表笔短接进行欧姆调零,需要旋动A旋钮,使指针指在右端的零刻度;然后将红黑表笔接触待测电阻两端,发现指针偏转角度过大,说明倍率挡选择过高,因此需选择×1倍率的欧姆挡,并需再次欧姆调零后,再次进行测量。
(2)由题意可知,
解得
若电源用久后,电动势变小,则根据
可知偏小,
可知I偏小,则电阻测量值偏大。
9.答案:(1)170
(2)小;×1
解析:(1)使用多用电表“×10 Ω”挡位测量某一电阻阻值时,正确操作后指针位置如图所示,则该电阻的测量值为
(2)选用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量阻值时,指针偏转很大接近满偏,即指针所指位置的示数很小,说明此时所测电阻很小,所以应换较小倍率进行测量,即应换用“×1”倍率。
10.答案:(1)
(2)17
(3)35
(4)小;28
解析:(1)根据题意可知,用挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,说明待测电阻较大,为了较准确地进行测量,应换到挡。
(2)由图甲可知,被测电阻的测量值为
(3)根据题意可知,当电流计满偏时,流过电源的电流为,由闭合回路欧姆定律可得,欧姆表内阻为
则表盘上刻度线对应的电阻值是
(4)根据题意可知,电池的电动势下降到,则欧姆表内阻为
内阻增加了时仍可调零,则调零电阻R的阻值将变小。
若测得某电阻为,电池电动势为,欧姆表内阻为,则电流计的电流为
电动势下降到,欧姆表内阻为,则这个电阻的真实值为
衔接高考
1.答案:(1)8000
(2)如图所示
(3)
(5)
(6)大于
解析:(1)由多用电表欧姆挡的读数规则和题图1可知水泥块样品的粗测电阻为。
(2)由于,则由“大内小外”可知电流表应采用内接法,电压表测水泥块样品和电流表两端的总电压,又实验中要求滑动变阻器采用分压接法,故导线的连接如答图所示。
(3)由电阻定律有,可得。
(5)由于报警器在两端电压大于或等于3 V时启动,上压力大于或等于时报警器启动,又由题图3可知,F越大ρ越小,结合(3)问分析可知F越大水泥块的电阻越小,由题图4和串联分压规律可知F越大水泥块两端的电压越小,滑动变阻器两端的电压越大,故报警器应并联在滑动变阻器两端。
(6)若电源E使用时间过长,电动势变小,则当上压力等于时,滑动变阻器两端的电压小于3 V,为了使滑动变阻器两端的电压等于3 V,则滑动变阻器应分得更多的电压,水泥块应分得更少的电压,由串联分压规律可知水泥块的电阻应更小,结合(5)问分析可知水泥块上的压力应更大,故大于。
2.答案:(1)1000
(2)
(3)如图所示
(4)0.018
(5)>
解析:(1)由图(b)可知,对应的读数为。
(2)根据电压传感器示数为0可得,解得。
(3)把表格中的数据在图(c)上进行描点,然后用一条直线拟合,使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,离直线较远的点舍弃,如答图所示。
(4)根据图像可知,当时,,故。
(5)可将以外的电路等效为新的电源,两点电压看作路端电压,因为换用非理想毫伏表后,当读数为时,实际上间断路(接理想毫伏表时)时的电压大于,则在压力传感器上施加微小压力时间的电压大于在压力传感器上施加微小压力时间的电压,结合关系图线可知,。
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