4.4 练习使用多用电表(重难点专练)物理粤教版必修第三册
2026-08-10
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摘要:
**基本信息**
以多用电表四大核心应用为模块,通过“核心知识+解题方法+解题思维”三层架构系统构建操作规范与问题解决体系,强化科学思维与科学探究能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|认识与选择挡位|5题|测量目标→挡位选择→接入方式→安全操作|从多用电表功能分类到内外电路区分,建立“测量对象-挡位匹配-操作规范”逻辑链|
|测电阻|5题|倍率选择→欧姆调零→读数计算→误差分析|基于闭合电路欧姆定律,构建“原理-操作-误差”完整探究过程|
|读数计算|5题|挡位判定→分度值确认→数据处理|区分不同测量量刻度特征,形成“挡位-刻度-读数”对应思维|
|检测电路故障|5题|电压挡带电检测→欧姆挡断电测量→二极管双向测试|结合电路分析,建立“故障现象-测量数据-原因定位”推理模型|
内容正文:
4.4练习使用多用电表
题型01 多用电表的认识与选择挡位
题型02 用多用电表测电阻
题型03 多用电表读数计算
题型04 多用电表检测电路故障
▌题型01 多用电表的认识与选择挡位
一、核心知识
多用电表可以测:直流电压、直流电流、交流电压、电阻;
红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极;
测电压、电流:表笔并联/串联,不需要内部电源;测电阻要用到表内部电源。
挡位区分:V电压挡、A电流挡、Ω欧姆挡。
二、解题方法
①看测量目标,选对应挡位;测电压并联接入,测电流串联接入;
②电流要红进黑出;
③测量完毕,旋钮拨至交流电压最高挡或者OFF挡。
三、解题思维
分清外部被测电路和电表内部电源;测电压电流不用内部电池,测电阻必须启用内部电源。
1.(多选)(25-26高二上·云南玉溪·阶段检测)如图为多用电表的原理示意图,其中表头G的满偏电流为1mA,内阻,,调零电阻的最大值,电池电动势,内阻。虚线框中S为选择开关,下列说法正确的是( )
A.对于欧姆档,若电池用久了,电动势减小,内阻增大,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏小
B.若电压表的量程为0~3V,则的阻值为2820Ω
C.测某电阻阻值时,正确操作后若指针指在正中央,则待测阻值为150Ω
D.图中的A端与红色表笔相连接
2.(多选)(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)如图所示为简单电阻表原理示意图,其中电流表的满偏电流、内阻,可变电阻R的最大阻值为,电池的电动势、内阻,下列说法正确的是( )
A.按正确使用方法测量电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则
B.测量电阻时,若双手手指分别与两表笔金属部分接触,则会导致测量值偏小
C.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较大的挡位,重新欧姆调零后测量
D.若该电阻表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,则测量的阻值时,测量值比真实值大
3.(2023·河南·模拟预测)物理兴趣小组利用所学知识自制了一个欧姆表,其内部结构如图所示,电源为一节干电池,电动势,内阻,滑动变阻器的线圈电阻为20Ω,欧姆表设计了两个挡位“×10”和“×1”,、是两只表笔。
(1)已知有以下两个毫安表可供选择,则应该选择_______(选填“A”或“B”)。
A.满偏电流为100mA,内阻为1.5Ω
B.满偏电流为10mA,内阻为1.5Ω
(2)是________(选填“红”或“黑”)表笔,开关S接为_________(选填“×10”和“×1”)挡。
(3)某次测量时,将开关S接处,将红黑表笔短接进行欧姆调零,此时应调节________Ω,使指针指满刻度处。
(4)定值电阻_______Ω(结果保留2位有效数字)。
(5)某次测量电阻时,将开关S接处,完成欧姆调零后,在红黑表笔间接入待测电阻时,毫安表指针指满刻度的处,则所测的电阻________Ω。
4.(25-26高二下·云南昭通·期末)如图所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_________位置时,电表可测量直流电流,且量程较小。
(2)该多用电表的A表笔按规定应为_________(选填“红”或“黑”)表笔,当选择开关S旋到3或4时,电表可测量_________(选填“电阻”“电压”或“电流”)。当选择开关S旋到_________(选填“5”或“6”)时是小量程电压表,当选择开关S旋到_________(选填“5”或“6”)时是大量程电压表。
5.(24-25高二上·广西柳州·阶段检测)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的端与__________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于的使用,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,先将选择开关旋至欧姆挡,然后两表笔短接,调整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__________,__________。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时端是与“1”连接的,则多用电表读数为__________;若此时端是与“3”相连的,则读数为__________;若此时端是与“5”相连的,则读数为__________。
▌题型02 用多用电表测电阻
一、核心知识
欧姆表原理闭合电路欧姆定律 I= ;
刻度反向、不均匀,左边密右边疏;
重要操作:选倍率→欧姆调零(红黑表笔短接,调节调零旋钮);
换倍率必须重新欧姆调零;被测电阻要和电路电源断开。
二、解题方法
1.合理选择倍率,使指针尽量指在表盘中央附近;
2.红黑表笔短接进行欧姆调零;
3.测量读数:R=表盘示数×倍率;
4.更换倍率,重复欧姆调零。
三、解题思维
欧姆表刻度反向,不要直接照搬电压电流读数习惯;中央刻度附近测量误差最小;记住:换倍率必重新调零。
1.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0V,内阻r未知),电流表G的满偏电流Ig=20mA,内阻Rg=45Ω,定值电阻R0=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向__________(选填“0”或“∞”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为150Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________Ω。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9999Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228Ω时,指针指向“15”刻度位置;当电阻箱的阻值调为88Ω时,指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动势为___________V,内阻为___________Ω。(结果均保留2位有效数字)
2.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)实验小组想测某电阻的阻值。
(1)该小组先用多用电表的欧姆挡中的“”挡粗略测量该电阻,结果发现指针偏转__________(选填“很小”或“很大”),换成“”的倍率,结果如图甲所示,则该电阻的电阻值约为_________。
(2)为了准确测量该电阻的阻值,实验室还准备了以下实验器材:
A、电压表(量程,内阻为
B、电流表(量程,内阻约为
C、滑动变阻器(阻值为,额定电流为
D、电阻箱(阻值范围
E、蓄电池,内阻约为
F、开关导线若干
①该小组选择了上述器材中的部分器材设计了如图乙所示的电路图,请根据电路图完成实物连线图________;
②实验需将电压表与电阻箱串联改装成量程为的电压表(虚线框内),则电阻箱的阻值应调为___________;
③多次测量后得到多组电压表和电流表的数值,并利用该数值画出图像(如图丙所示)。根据图像,计算可得待测电阻的阻值为_______(结果保留三位有效数字)。
3.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为的欧姆表,所用表头的满偏电流为,内阻为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出A、B间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示。
(1)按照惯用标准,图甲中的A为________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)该同学所用电源电动势为________,该欧姆表的中值电阻________;
(3)某同学用标度完后的欧姆表对某电阻进行测量,测量前忘记进行欧姆调零,测得该电阻阻值为;测量后又想起欧姆调零环节,于是再次欧姆调零后进行测量,测得该电阻阻值为;第二次测量前进行欧姆调零时,红、黑表笔短接后指针的位置如图丙所示,则经分析可知________(选填“>”“=”或“<”)。
(4)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法测上述,其测量结果与原结果相比较________(填“变大”“变小”或“不变”)。
4.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)测电阻有多种方法。
(1)甲同学用多用电表测量一电阻的阻值,他选用的电阻挡的倍率为“”,某次测量指针偏转情况如图甲所示。该电阻的测量值为________。如果用此多用电表测量一个阻值约为的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用电阻挡的倍率为________(填“”“”或“”)。
(2)乙同学用“伏安法”测量电阻的部分实验电路如图乙所示。某次测量时,电压表和电流表的示数分别为和,则电阻的测量值可表示为________;该测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)丙同学用如图丙所示的电路测量电流计的内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接好实验电路,调节电阻箱使其接入电路的阻值最大。
②将闭合、断开,调节电阻箱的阻值,使电流表满偏,此时电阻箱的电阻为。
③闭合,保持电阻箱的阻值不变,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值为时,电流表的指针刚好偏转到满偏刻度的,则电流表内阻的测量值为________;当________(填“远大于”或“远小于”)时,测量误差较小。
5.(25-26高二上·陕西咸阳·阶段检测)某同学为测量某电阻的阻值。
(1)先用多用电表进行初步测量,在已经正确完成所有准备后,该同学先选择了电阻“×10”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,现该同学准备选择电阻________挡(选填“×1”或“×100”)完成测量,在选择挡位后必须进行________(选填“欧姆”或“机械”)调零。
(2)实验操作步骤(1)完成后,多用电表示数如图甲所示。则该待测电阻的阻值约为________Ω。
(3)为更精确地测量该电阻的阻值,将使用下列器材进行进一步实验。
A.电源E(电动势为12V);
B.电压表(0-15V,内阻约为3kΩ)
C.电流表(0-10mA,内阻为10Ω)
D.滑动变阻器(0-500Ω,3A)
E.滑动变阻器(0-6000Ω,0.1A)
F.开关S和导线若干。
为减小测量误差和便于调节,在实验中,滑动变阻器应选用________(填写器材的字母代号)。连接电路时,实验电路应采用图中的________(选填“乙”或“丙”)。
(4)按正确的电路图连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,电压表示数为11.0V,电流表示数为7mA,则该电阻阻值为________Ω。(结果保留一位小数)
▌题型03 多用电表读数计算
一、核心知识
不同挡位,读表盘不同刻度线;直流电压电流看中间均匀刻度;欧姆看最上方反向不均匀刻度;要看清所选挡位的量程、倍率。
二、解题方法
①先确定挡位和量程/倍率;
②确定每一小格分度值;
③电压电流:格数×分度值;电阻:刻度读数 × 倍率。
三、解题思维
先看挡位,再读数,不要上来就读表盘;欧姆挡不需要估读,电压电流需要估读。
1.在练习使用多用电表的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过___________的电流;
(2)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是___________两端的电压;
(3)若断开电路中的开关S,旋转选择开关使其尖端对准电阻挡,此时测得的是___________的电阻;
(4)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时,下列说法正确的是___________。
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新进行电阻调零后再进行测量
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间,则测量值小于250 Ω
2.(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)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。在“测定金属丝的电阻率”的实验中,通常的先用多用电表粗测金属丝的电阻,然后根据粗测的结果,再用伏安法进行较为精确的测量。实验室备有下列器材可供选择:
A.电压表(量程,内阻约) B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约) D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(,) F.滑动变阻器(,)
G.电池组(电动势3V) H.开关S,导线若干
请仔细阅读题目进行作答。
(一)用多用电表测量电阻时,将多用电表的选择开关置于“”位置,粗测金属丝的电阻。
须经以下步骤:①将选择开关置于“”位置
②将选择开关置于“OFF”位置
③将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
④将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
则下列实验步骤正确的操作顺序为______。
A.①②③④ B.①③④② C.④①③② D.①④③②
(二)多用电表粗测金属丝的电阻约为,为了能测得多组实验数据,并尽可能提高测量精度:
(1)电压表应选用______(填写器材前面的字母)
(2)电流表应选用______(填写器材前面的字母)
(3)滑动变阻器应选用______(填写器材前面的字母)。
(三)(1)若电流表电阻已知,甲、乙两位同学分别采用图1中的A、B两个实验电路图进行测量。A电路图中电压表、电流表示数分别为、;B电路图中的电压表、电流表示数分别为、,为尽可能提高测量精度,应选择图1中的______。
(2)该金属丝的阻值为______。
(四)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图2所示,其读数应______mm。
(五)江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图(3)所示,某兴趣小组用伏安法测量其中空部分的面积,为此截取了一段长度为L、外直径为粗细均匀的金属管进行测量:现测得当其两端电压为U时,电流为I,通过查表得知该合金材料的电阻率为,则金属管中空部分的面积为______。
3.某实验小组的同学借助多用电表完成了一系列实验。
(1)测量干电池的电动势。将多用电表的选择开关拨到直流电压“2.5 V”挡,然后将表笔连接干电池的两端,指针位置如图甲中a所示,则干电池的电动势________。
(2)测量干电池的短路电流。将多用电表的选择开关拨到电流“100 mA”挡,红表笔接电池正极,用黑表笔对电池负极进行试触,发现指针偏转角度过大,应将选择开关拨到电流________(选填“”或“”)挡进行测量,指针位置如图甲中b所示,则干电池的短路电流_________A。
(3)测量量程的电压表的内阻。将多用电表的选择开关拨到欧姆“”挡,测量时指针位置如图甲中所示,则电压表的内阻_____。
(4)该小组的同学了解完欧姆表内部构造后,设计了图乙所示的实验电路。接入待测电阻前,调节滑动变阻器滑片,直到电压表(量程3.0 V)满偏,然后将待测电阻接入图乙中的虚线框,记录此时电压表的示数,为2.5 V,若电压表内阻为,电源电动势为,则待测电阻的阻值为___________。
(5)若将图乙中电压表的电压刻度改为电阻刻度,下列关于刻度的描述正确的是_________。
A.电阻零刻线在最左侧
B.电阻零刻线在最右侧
C.刻度对应刻度
D.从右到左电阻阻值增大越来越快
4.(24-25高二上·河南洛阳·阶段检测)某学习小组将一内阻为、量程为的微安表分别改装为量程为 的电流表和量程为的电压表,后又把改装后的电流表改装为一多挡位欧姆表。
(1)把该微安表改装为量程为 的电流表需要并联_________的电阻;
(2)把这个微安表改装成量程为的电压表,应串联一个_________的电阻;
(3)取一电动势为、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得 的电流表连接成如图甲所示欧姆表,其中为_________填“红”或“黑”表笔,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如图乙所示,图乙所测电阻为_________。
5.(24-25高二上·山东德州·阶段检测)某实验小组测金属丝电阻率,在测未知电阻Rx时,先用多用电表进行粗测,后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用电表的欧姆挡“×1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为___________Ω。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中一次测量的示数如图乙所示,则该次金属丝直径的测量值d= ___________mm。
(3)实验室提供的器材如下:
A.待测电阻Rx的金属丝;
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
C.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.01Ω);
D.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
E.电压表V2(量程0~15V,内阻约20kΩ);
F.滑动变阻器R(0~20Ω);
G.电源E(电动势为3.0V,内阻不计);
H.开关、若干导线。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 ___________(填“B”或“C”),电压表应选 ___________(填“D”或“E”)。
(4)根据所选用的实验器材,应选用电路图 ___________(填“丙”或“丁”)进行实验。
(5)通过测量可知,金属丝接入电路的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= ___________。
▌题型04 多用电表检测电路故障
一、核心知识
1.电压挡检测:接通电源,两点间有电压,说明两点与电源两极连通,故障在两点之间;
2.欧姆挡检测:必须断开电源,两点间电阻无穷大→断路;电阻很小→导通;
3.二极管检测:黑表笔接二极管正极,电阻小(导通);反接电阻很大(截止)。
二、解题方法
①电压挡排查:保持电路通电,逐点测量电压,定位断路位置;
②欧姆挡排查:务必断开电源,断电测量各段电阻;
③二极管:正反两次测电阻,一大一小证明二极管完好。
三、解题思维
电压挡查故障可以带电测;欧姆挡严禁带电测量;根据两次测量电阻大小对比,判断断路、短路、二极管好坏。
1.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学按照电路图连接元件进行实验,闭合开关S时发现两盏灯都不亮。该同学用多用电表的10 V直流电压挡来检测电路故障。在闭合开关S的情况下,他把一支表笔始终连接在A点,用另一支表笔依次接触电路中的B、C、D、E各点,对应的示数依次为6 V、6 V、0 V、0 V。如果只有一处故障,则下列判断中正确的是( )
A.连接在A点上的是黑表笔,故障发生在BC段
B.连接在A点上的是黑表笔,故障发生在CD段
C.连接在A点上的是红表笔,故障发生在CD段
D.连接在A点上的是红表笔,故障发生在DE段
2.(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)某同学在做“测电源的电动势和内阻”的实验中,串联了一只的保护电阻,实验电路如图a所示。则
(1)用完好的导线连好电路后,该同学闭合开关S,发现电流表示数为零,电压表示数不为零,检查各接线柱均未接错,且接触良好。他用多用电表的电压挡检查电路。
①在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图b中多用电表的______(选填“A”、“B”或“C”)。
②将两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为零,两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障原因是______。
A、短路 B、滑动变阻器断路 C、电流表断路 D、电流表短路
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验,测得下列数据,并且根据数据在坐标系中描出了对应的点,如图c所示,请画出图像______。
I/A
0.10
0.17
0.23
0.30
0.40
U/V
1.20
1.00
0.80
0.60
0.55
(3)由图像求出实验中电源的电动势E=_____V,内阻r=_____。
(4)本次实验产生系统误差的原因是__________,电动势的测量值比真实值_____(选填A:偏大、B:偏小、C:相等、D:都有可能)。
3.(25-26高二上·北京西城·期中)
(1)使用多用电表欧姆挡测量某电阻阻值时,下列说法正确的是______。
A.测量时,不需要把该电阻与电路断开进行测量
B.测量时,发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线,应将选择开关拨至倍率较大的挡位
C.更换挡位测量电阻阻值时,必须将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零
(2)若某次测量使用欧姆挡为“”挡,则图甲中电阻的测量值______。
(3)用螺旋测微器测某金属丝的直径,示数如图乙所示,则该金属丝的直径为______ mm。
(4)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图丙所示,开关闭合前,图丙中滑动变阻器滑片应置于______选填“左”或“右”端,用此方法测得金属丝的电阻值______金属丝电阻的真实值。选填“大于”“小于”或“等于”
(5)设被测金属丝电阻为,金属丝直径为d,接入电路部分的长度为l,则计算该金属丝电阻率的表达式是______用题目给出的物理量符号表示。
(6)某同学利用如图丁所示的电路进行实验,闭合开关后,发现灯泡不发光。为查找故障,用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0。若电路中仅有一处故障,则故障为______。
A.BC间断路
B.CD间断路
C.DE间断路
D.EF间断路
4.(25-26高三上·北京西城·阶段检测)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是( )
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压,得到、,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关后,将选择开关置于电阻挡的挡,分别将红黑表笔接端时,指针指在如图2所示的位置。则该电阻为_____Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针_____(填“几乎不偏转”或“偏转很大”)。
(3)之后该同学用毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。已知毫安表的满偏电流、将两表笔短接,调节滑动变阻器使毫安表指针满偏,此后将阻值为的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。则刻度处应标注_____。
5.电磁式多用电表是实验室中常用的测量仪器,通过选择开关挡位的调节可实现不同的测量功能。
(1)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10mA”挡,其读数为___mA;若选择开关处于“×10Ω”挡,指针指在“5”和“10”的正中间,指针附近的其他刻度模糊,则被测电阻的阻值___75Ω(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)多用电表置于欧姆挡时,其电路原理如图甲所示,测量电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图乙所示。则:
①图甲中a为____(填“红表笔”或“黑表笔”);
②图乙中图线的函数表达式为I=____(用R1、Ig、Rx表示)。
(3)某同学连接了如图丙的电路,闭合开关后,发现两灯都不亮,他用多用电表的电压挡对电路进行检测,其结果如下表,由此可以断定故障是____(假定只有一处故障)。
测试点
a、b
c、b
c、d
d、e
电压表示数
有
有
无
有
A.灯B短路 B.灯A断路
C.d、e段断路 D.c、d段断路
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4.4练习使用多用电表
题型01 多用电表的认识与选择挡位
题型02 用多用电表测电阻
题型03 多用电表读数计算
题型04 多用电表检测电路故障
▌题型01 多用电表的认识与选择挡位
一、核心知识
多用电表可以测:直流电压、直流电流、交流电压、电阻;
红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极;
测电压、电流:表笔并联/串联,不需要内部电源;测电阻要用到表内部电源。
挡位区分:V电压挡、A电流挡、Ω欧姆挡。
二、解题方法
①看测量目标,选对应挡位;测电压并联接入,测电流串联接入;
②电流要红进黑出;
③测量完毕,旋钮拨至交流电压最高挡或者OFF挡。
三、解题思维
分清外部被测电路和电表内部电源;测电压电流不用内部电池,测电阻必须启用内部电源。
1.(多选)(25-26高二上·云南玉溪·阶段检测)如图为多用电表的原理示意图,其中表头G的满偏电流为1mA,内阻,,调零电阻的最大值,电池电动势,内阻。虚线框中S为选择开关,下列说法正确的是( )
A.对于欧姆档,若电池用久了,电动势减小,内阻增大,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏小
B.若电压表的量程为0~3V,则的阻值为2820Ω
C.测某电阻阻值时,正确操作后若指针指在正中央,则待测阻值为150Ω
D.图中的A端与红色表笔相连接
【答案】CD
【详解】A.若电池用久了,电动势减小,内阻增大,中值电阻变小,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏大,故A错误;
B.若电压表的量程为0~3V,则S接3位置,则代入数据解得,故B错误;
C.测某电阻阻值时S接2,灵敏电流计的量程变为
此时欧姆表的内阻
指针指在正中央时则有
解得,故C正确;
D.多用电表中,黑表笔与内部电源的正极相连,红表笔与内部电源的负极相连,因此图中的A端与红色表笔相连接,故D正确。
故选CD。
2.(多选)(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)如图所示为简单电阻表原理示意图,其中电流表的满偏电流、内阻,可变电阻R的最大阻值为,电池的电动势、内阻,下列说法正确的是( )
A.按正确使用方法测量电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则
B.测量电阻时,若双手手指分别与两表笔金属部分接触,则会导致测量值偏小
C.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较大的挡位,重新欧姆调零后测量
D.若该电阻表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,则测量的阻值时,测量值比真实值大
【答案】ABD
【详解】A.两表笔短接时,待测电阻为零,电流表调至满偏电流Ig,设此时表内阻为R内,则
解得
当指针指在刻度盘的正中央时,满偏电流的一半,结合闭合电路欧姆定律得
联立以上解得,故A正确;
B.测量电阻时,如果双手手指与两表笔金属部分接触,相当于在被测电阻两端并联了一个电阻,从而会导致测量值偏小,故B正确;
C.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,则说明待测电阻较小,应将选择开关拨至倍率较小的挡位重新调零后再进行测量,故C错误;
D.当电池电动势变小时,欧姆表要重新调零,由于满偏电流Ig不变,由
可知欧姆表内阻R内变小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由
由于R内变小,电流I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了,即测量值比真实值大,故D正确;
故选ABD。
3.(2023·河南·模拟预测)物理兴趣小组利用所学知识自制了一个欧姆表,其内部结构如图所示,电源为一节干电池,电动势,内阻,滑动变阻器的线圈电阻为20Ω,欧姆表设计了两个挡位“×10”和“×1”,、是两只表笔。
(1)已知有以下两个毫安表可供选择,则应该选择_______(选填“A”或“B”)。
A.满偏电流为100mA,内阻为1.5Ω
B.满偏电流为10mA,内阻为1.5Ω
(2)是________(选填“红”或“黑”)表笔,开关S接为_________(选填“×10”和“×1”)挡。
(3)某次测量时,将开关S接处,将红黑表笔短接进行欧姆调零,此时应调节________Ω,使指针指满刻度处。
(4)定值电阻_______Ω(结果保留2位有效数字)。
(5)某次测量电阻时,将开关S接处,完成欧姆调零后,在红黑表笔间接入待测电阻时,毫安表指针指满刻度的处,则所测的电阻________Ω。
【答案】(1)A
(2) 黑 ×10
(3)13
(4)0.17
(5)2.25
【详解】(1)由题图及欧姆表原理可知,开关S接时,毫安表直接接入回路。若选用满偏电流为的毫安表,则欧姆调零时回路总电阻需为,而滑动变阻器最大阻值仅为,无法调到该值。若选用满偏电流为的毫安表,则需,可通过调节满足要求。
故选A。
(2)[1] 根据电流从红表笔流入、黑表笔流出的规则,可知是黑表笔。
[2] 开关S接时,回路满偏电流为,欧姆表内阻为,较大,对应“×10”挡;接时,通过分流后满偏电流为,内阻为,较小,对应“×1”挡。故开关S接为“×10”挡。
(3)开关S接时,红黑表笔短接,毫安表满偏,由闭合电路欧姆定律有
代入,,,,解得
(4)开关S接时为“×10”挡,欧姆表内阻;接时为“×1”挡,内阻,故接时总电流为
此时毫安表与并联,有
解得
(5)接时欧姆表内阻
指针指满刻度的处,回路电流
由闭合电路欧姆定律有
解得
4.(25-26高二下·云南昭通·期末)如图所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_________位置时,电表可测量直流电流,且量程较小。
(2)该多用电表的A表笔按规定应为_________(选填“红”或“黑”)表笔,当选择开关S旋到3或4时,电表可测量_________(选填“电阻”“电压”或“电流”)。当选择开关S旋到_________(选填“5”或“6”)时是小量程电压表,当选择开关S旋到_________(选填“5”或“6”)时是大量程电压表。
【答案】(1)2
(2) 红 电阻 5 6
【详解】(1)当选择开关旋到1或2位置时,表头与分流电阻并联,此时多用电表测量直流电流,由图可知当开关旋到2位置时的分流电阻大于开关旋到1位置时的分流电阻,根据并联电路的分流原理可知分流电阻越大,电表的量程越小,故选择开关旋到2位置时,电表量程较小。
(2)[1]根据“红表笔进,黑表笔出”的原则,由图可知在测量电阻时,内部电源的正极与端相连,电流从端流向外部电路、从端流入表内,因此表笔按规定应为“红”表笔。
[2]当选择开关旋到3或4时,电路中接有内部电源,此时电表可测量电阻。
[3]当选择开关旋到5或6时,表头与分压电阻串联,此时多用电表测量直流电压,根据串联电路分压原理有
由于接5时的串联分压电阻小于接6时的串联分压电阻,可知接5时为小量程电压表。
[4]接6时串联的分压电阻较大,为大量程电压表。
5.(24-25高二上·广西柳州·阶段检测)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的端与__________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于的使用,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,先将选择开关旋至欧姆挡,然后两表笔短接,调整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__________,__________。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时端是与“1”连接的,则多用电表读数为__________;若此时端是与“3”相连的,则读数为__________;若此时端是与“5”相连的,则读数为__________。
【答案】(1)黑
(2)B
(3) 160 4880
(4) 1.25mA 2.50V
【详解】(1)多用电表遵循的规则为“红进黑出”,当B端与“3”连接时,电源正极在上,即电流从A端流出,故A端与黑表笔相连接。
(2)与欧姆调零旋钮连接,故只有使用欧姆挡时使用,且使用时应先将选择开关旋至欧姆挡,然后两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
故选B。
(3)[1]由图可知B端接“1”时为直流电流2.5mA挡,B端接“2”时为直流电流1mA挡,由串并联关系可知B端接“2”时满足
解得
[2]由图可知B端接“4”时为直流电压2.5V挡,B端接“5”时为直流电压5V挡,由串并联关系可知B端接“5”时满足
解得
(4)[1]若此时端是与“1”连接的,则此时为直流电流2.5mA挡,则多用电表读数为
[2]若此时端是与“3”连接的,则此时为欧姆×100Ω挡,则多用电表读数为
[3]若此时端是与“5”连接的,则此时为直流电压5V挡,则多用电表读数为
▌题型02 用多用电表测电阻
一、核心知识
欧姆表原理闭合电路欧姆定律 I= ;
刻度反向、不均匀,左边密右边疏;
重要操作:选倍率→欧姆调零(红黑表笔短接,调节调零旋钮);
换倍率必须重新欧姆调零;被测电阻要和电路电源断开。
二、解题方法
1.合理选择倍率,使指针尽量指在表盘中央附近;
2.红黑表笔短接进行欧姆调零;
3.测量读数:R=表盘示数×倍率;
4.更换倍率,重复欧姆调零。
三、解题思维
欧姆表刻度反向,不要直接照搬电压电流读数习惯;中央刻度附近测量误差最小;记住:换倍率必重新调零。
1.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0V,内阻r未知),电流表G的满偏电流Ig=20mA,内阻Rg=45Ω,定值电阻R0=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向__________(选填“0”或“∞”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为150Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________Ω。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9999Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228Ω时,指针指向“15”刻度位置;当电阻箱的阻值调为88Ω时,指针指向“0”刻度位置。由测量数据计算出电源电动势为___________V,内阻为___________Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) 短接 0
(2) ×10 160/1.60×102
(3) 2.8 7.0
【详解】(1)[1][2]测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。
(2)[1]用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的“×10”挡;
[2]进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向题图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为
(3)[1][2] 指针指向“15”刻度位置时,根据闭合电路欧姆定律
指针指向“0”刻度位置时
联立解得,
2.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)实验小组想测某电阻的阻值。
(1)该小组先用多用电表的欧姆挡中的“”挡粗略测量该电阻,结果发现指针偏转__________(选填“很小”或“很大”),换成“”的倍率,结果如图甲所示,则该电阻的电阻值约为_________。
(2)为了准确测量该电阻的阻值,实验室还准备了以下实验器材:
A、电压表(量程,内阻为
B、电流表(量程,内阻约为
C、滑动变阻器(阻值为,额定电流为
D、电阻箱(阻值范围
E、蓄电池,内阻约为
F、开关导线若干
①该小组选择了上述器材中的部分器材设计了如图乙所示的电路图,请根据电路图完成实物连线图________;
②实验需将电压表与电阻箱串联改装成量程为的电压表(虚线框内),则电阻箱的阻值应调为___________;
③多次测量后得到多组电压表和电流表的数值,并利用该数值画出图像(如图丙所示)。根据图像,计算可得待测电阻的阻值为_______(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) 很小 800
(2) 如图所示 3000 857
【详解】(1)[1][2]多用电表的刻度是从右侧往左侧增大,换用大倍率量程,说明电阻值较大,此时多用电表指针偏转较小,换用大倍率后,由图读数为。
(2)[1]如图所示
[2]电压表改装,改装后量程为
可得
[3]改装后电压表量程扩大两倍,根据欧姆定律
解得
3.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为的欧姆表,所用表头的满偏电流为,内阻为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出A、B间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示。
(1)按照惯用标准,图甲中的A为________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)该同学所用电源电动势为________,该欧姆表的中值电阻________;
(3)某同学用标度完后的欧姆表对某电阻进行测量,测量前忘记进行欧姆调零,测得该电阻阻值为;测量后又想起欧姆调零环节,于是再次欧姆调零后进行测量,测得该电阻阻值为;第二次测量前进行欧姆调零时,红、黑表笔短接后指针的位置如图丙所示,则经分析可知________(选填“>”“=”或“<”)。
(4)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法测上述,其测量结果与原结果相比较________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)黑
(2) 3 1000
(3)>
(4)变大
【详解】(1)欧姆表测电阻时,需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进,故黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极,图甲中的A为黑表笔;
(2)[1][2]根据欧姆表的测量原理,当时,流过电路的电流达到满偏即,设欧姆表内阻为
则有当,流过电表的电流强度为
联立解得,
(3)测量时若未欧姆调零直接测量,相当于欧姆表内阻偏大,导致相同电流下对应的偏大,故。
(4)当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表得重新调零,由于满偏电流不变,由公式
欧姆表内阻得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由
可知当变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,故欧姆表的示数变大了。
4.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)测电阻有多种方法。
(1)甲同学用多用电表测量一电阻的阻值,他选用的电阻挡的倍率为“”,某次测量指针偏转情况如图甲所示。该电阻的测量值为________。如果用此多用电表测量一个阻值约为的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用电阻挡的倍率为________(填“”“”或“”)。
(2)乙同学用“伏安法”测量电阻的部分实验电路如图乙所示。某次测量时,电压表和电流表的示数分别为和,则电阻的测量值可表示为________;该测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)丙同学用如图丙所示的电路测量电流计的内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接好实验电路,调节电阻箱使其接入电路的阻值最大。
②将闭合、断开,调节电阻箱的阻值,使电流表满偏,此时电阻箱的电阻为。
③闭合,保持电阻箱的阻值不变,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值为时,电流表的指针刚好偏转到满偏刻度的,则电流表内阻的测量值为________;当________(填“远大于”或“远小于”)时,测量误差较小。
【答案】(1) 120
(2) 偏大
(3) 远小于
【详解】(1)[1]电阻的测量值为指针示数乘以倍率,指针指在12的位置,倍率为“”,所以测量值为;
[2]测量阻值约为的电阻时,为使指针指在表盘中央附近测量更精确,应选用“”的倍率。
(2)[1]根据欧姆定律,可得电阻的测量值为
[2]测量值等于电阻和电流表内阻之和,故测量值大于真实值。
(3)[1]闭合、断开时,调节电阻箱使电流表满偏,设满偏电流为。闭合,保持电阻箱的阻值不变,此时电流表偏转到满偏刻度的,若认为干路电流不变,仍为,则说明通过电阻箱的电流为,根据并联电路电压相等,可得电流表内阻的测量值等于电阻箱阻值的一半,即。
[2]闭合后,总电阻减小,总电流增大,大于原来的满偏电流,而电流表中电流为,则通过电阻箱的电流大于,当远小于时,总电流变化小,测量误差较小。
5.(25-26高二上·陕西咸阳·阶段检测)某同学为测量某电阻的阻值。
(1)先用多用电表进行初步测量,在已经正确完成所有准备后,该同学先选择了电阻“×10”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,现该同学准备选择电阻________挡(选填“×1”或“×100”)完成测量,在选择挡位后必须进行________(选填“欧姆”或“机械”)调零。
(2)实验操作步骤(1)完成后,多用电表示数如图甲所示。则该待测电阻的阻值约为________Ω。
(3)为更精确地测量该电阻的阻值,将使用下列器材进行进一步实验。
A.电源E(电动势为12V);
B.电压表(0-15V,内阻约为3kΩ)
C.电流表(0-10mA,内阻为10Ω)
D.滑动变阻器(0-500Ω,3A)
E.滑动变阻器(0-6000Ω,0.1A)
F.开关S和导线若干。
为减小测量误差和便于调节,在实验中,滑动变阻器应选用________(填写器材的字母代号)。连接电路时,实验电路应采用图中的________(选填“乙”或“丙”)。
(4)按正确的电路图连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,电压表示数为11.0V,电流表示数为7mA,则该电阻阻值为________Ω。(结果保留一位小数)
【答案】(1) ×100 欧姆
(2)1500
(3) D 丙
(4)1561.4
【详解】(1)[1][2]该同学先选择了电阻“×10”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,倍率挡选择较低,现该同学准备选择电阻“×100”挡完成测量,在选择挡位后必须进行欧姆调零。
(2)该待测电阻的阻值约为15×100Ω=1500Ω
(3)[1]为减小测量误差和便于调节,在实验中,滑动变阻器应选用阻值较小的D即可。
[2]因,且电流表内阻已知,则连接电路时,应该用电流表内接,即实验电路应采用图中的丙。
(4)该电阻阻值为
▌题型03 多用电表读数计算
一、核心知识
不同挡位,读表盘不同刻度线;直流电压电流看中间均匀刻度;欧姆看最上方反向不均匀刻度;要看清所选挡位的量程、倍率。
二、解题方法
①先确定挡位和量程/倍率;
②确定每一小格分度值;
③电压电流:格数×分度值;电阻:刻度读数 × 倍率。
三、解题思维
先看挡位,再读数,不要上来就读表盘;欧姆挡不需要估读,电压电流需要估读。
1.在练习使用多用电表的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过___________的电流;
(2)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是___________两端的电压;
(3)若断开电路中的开关S,旋转选择开关使其尖端对准电阻挡,此时测得的是___________的电阻;
(4)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时,下列说法正确的是___________。
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新进行电阻调零后再进行测量
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间,则测量值小于250 Ω
【答案】(1)
(2)
(3)与串联
(4)C
【详解】(1)当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时,多用电表与串联,此时测得的是通过的电流
(2)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时多用电表与并联,测得的是两端的电压
(3)切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是和串联的总电阻
(4)A.双手捏住两表笔金属杆时,测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值,测量值将偏小,故A错误;
B.测量时指针若向左偏离中央刻度过大,应增大倍率,若向右偏离中央刻度过大,应减小倍率,故B错误;
C.由于欧姆表刻度是左密右疏,选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间,则测量值小于,故C正确。
故选C。
2.(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)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。在“测定金属丝的电阻率”的实验中,通常的先用多用电表粗测金属丝的电阻,然后根据粗测的结果,再用伏安法进行较为精确的测量。实验室备有下列器材可供选择:
A.电压表(量程,内阻约) B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约) D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(,) F.滑动变阻器(,)
G.电池组(电动势3V) H.开关S,导线若干
请仔细阅读题目进行作答。
(一)用多用电表测量电阻时,将多用电表的选择开关置于“”位置,粗测金属丝的电阻。
须经以下步骤:①将选择开关置于“”位置
②将选择开关置于“OFF”位置
③将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
④将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
则下列实验步骤正确的操作顺序为______。
A.①②③④ B.①③④② C.④①③② D.①④③②
(二)多用电表粗测金属丝的电阻约为,为了能测得多组实验数据,并尽可能提高测量精度:
(1)电压表应选用______(填写器材前面的字母)
(2)电流表应选用______(填写器材前面的字母)
(3)滑动变阻器应选用______(填写器材前面的字母)。
(三)(1)若电流表电阻已知,甲、乙两位同学分别采用图1中的A、B两个实验电路图进行测量。A电路图中电压表、电流表示数分别为、;B电路图中的电压表、电流表示数分别为、,为尽可能提高测量精度,应选择图1中的______。
(2)该金属丝的阻值为______。
(四)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图2所示,其读数应______mm。
(五)江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图(3)所示,某兴趣小组用伏安法测量其中空部分的面积,为此截取了一段长度为L、外直径为粗细均匀的金属管进行测量:现测得当其两端电压为U时,电流为I,通过查表得知该合金材料的电阻率为,则金属管中空部分的面积为______。
【答案】D A D E A 0.296
【详解】粗测电阻丝电阻时,应调节选择开关至合适挡位,再将红黑表笔短接,进行欧姆调零,测量后将选择开关调至“OFF”位置。则步骤正确的操作顺序为①④③②。
故选D。
[1]根据电池组电动势,电压表选择A。
[2]金属丝阻值约为5Ω,根据
可知,电流表选择D。
[3]为了能测得多组实验数据,并尽可能提高测量精度,滑动变阻器应采用分压式接法,则滑动变阻器选择小阻值范围的E。
[1]若电流表电阻已知,则选择A图做实验没有系统误差。
故选A。
[2]选择A时
螺旋测微器读数为
根据欧姆定律金属管电阻为
根据电阻定律,有
故横截面积为
则金属管中空部分的面积为
3.某实验小组的同学借助多用电表完成了一系列实验。
(1)测量干电池的电动势。将多用电表的选择开关拨到直流电压“2.5 V”挡,然后将表笔连接干电池的两端,指针位置如图甲中a所示,则干电池的电动势________。
(2)测量干电池的短路电流。将多用电表的选择开关拨到电流“100 mA”挡,红表笔接电池正极,用黑表笔对电池负极进行试触,发现指针偏转角度过大,应将选择开关拨到电流________(选填“”或“”)挡进行测量,指针位置如图甲中b所示,则干电池的短路电流_________A。
(3)测量量程的电压表的内阻。将多用电表的选择开关拨到欧姆“”挡,测量时指针位置如图甲中所示,则电压表的内阻_____。
(4)该小组的同学了解完欧姆表内部构造后,设计了图乙所示的实验电路。接入待测电阻前,调节滑动变阻器滑片,直到电压表(量程3.0 V)满偏,然后将待测电阻接入图乙中的虚线框,记录此时电压表的示数,为2.5 V,若电压表内阻为,电源电动势为,则待测电阻的阻值为___________。
(5)若将图乙中电压表的电压刻度改为电阻刻度,下列关于刻度的描述正确的是_________。
A.电阻零刻线在最左侧
B.电阻零刻线在最右侧
C.刻度对应刻度
D.从右到左电阻阻值增大越来越快
【答案】(1)1.40/1.39/1.41
(2) 1 A 0.70
(3)2600
(4)7500
(5)A
【详解】(1)如图甲中a所示,指针指在1.4V的位置,估读到最小分度后一位,为1.40V。
(2)[1]指针偏角过大,说明量程太小,要换大量程,选1A挡。
[2]此时分度值为0.02A,指在位置b时,多用电表示数为0.70A。
(3)由欧姆表读数规则可知,电压表的内阻
(4)设电压表示数为3.0V时,滑动变阻器与电源内阻的总阻值为,结合串联分压原理,有
接入待测电阻后,有
解得
(5)AB.待测电阻为 0 时,电压表被短路,电压为 0,所以零电阻对应电压 0(最左侧),故A 正确,B 错误;
C.由和
得,故C错误;
D.从右向左电阻阻值减小,故D错误。
故选A。
4.(24-25高二上·河南洛阳·阶段检测)某学习小组将一内阻为、量程为的微安表分别改装为量程为 的电流表和量程为的电压表,后又把改装后的电流表改装为一多挡位欧姆表。
(1)把该微安表改装为量程为 的电流表需要并联_________的电阻;
(2)把这个微安表改装成量程为的电压表,应串联一个_________的电阻;
(3)取一电动势为、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得 的电流表连接成如图甲所示欧姆表,其中为_________填“红”或“黑”表笔,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如图乙所示,图乙所测电阻为_________。
【答案】(1)400
(2)2800
(3) 红 1400
【详解】(1)设改装后电流表量程为,表头满偏电流、内阻分别为,,满偏时流过并联电阻的电流为,由并联电路电压关系得
解得
(2)改装后的电压表满偏时,由串联电路电压关系得
解得
(3)[1]由图甲可知,电流从电源正极流入电流表正接线柱,表笔与电源负极相连。欧姆表红表笔与内部电源负极相连,故为红表笔。
[2]改装后电流表的满偏电流为,欧姆调零时两表笔短接,表头满偏,欧姆表内阻为
结合中值电阻刻度可知,该多用电表倍率为“”,所以待测电阻阻值为
5.(24-25高二上·山东德州·阶段检测)某实验小组测金属丝电阻率,在测未知电阻Rx时,先用多用电表进行粗测,后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用电表的欧姆挡“×1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为___________Ω。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中一次测量的示数如图乙所示,则该次金属丝直径的测量值d= ___________mm。
(3)实验室提供的器材如下:
A.待测电阻Rx的金属丝;
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
C.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.01Ω);
D.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
E.电压表V2(量程0~15V,内阻约20kΩ);
F.滑动变阻器R(0~20Ω);
G.电源E(电动势为3.0V,内阻不计);
H.开关、若干导线。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 ___________(填“B”或“C”),电压表应选 ___________(填“D”或“E”)。
(4)根据所选用的实验器材,应选用电路图 ___________(填“丙”或“丁”)进行实验。
(5)通过测量可知,金属丝接入电路的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= ___________。
【答案】(1)5
(2)3.704
(3) B D
(4)丁
(5)
【详解】(1)由图甲多用电表可知,待测电阻阻值为5×1Ω=5Ω
(2)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图乙可知金属丝直径为d=3.5mm+20.4×0.01mm=3.704mm
(3)[1][2]电源电动势为3.0V,因此选择电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
测量金属丝的电阻阻值约为5Ω,则电路中的最大电流
因此选电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);即电流表应选B,电压表应选D。
(4)由于电压表内阻约3kΩ,金属丝的电阻阻值约为5Ω为较小电阻,因此应选用电流表外接法,即选用电路图丁进行实验误差较小。
(5)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
▌题型04 多用电表检测电路故障
一、核心知识
1.电压挡检测:接通电源,两点间有电压,说明两点与电源两极连通,故障在两点之间;
2.欧姆挡检测:必须断开电源,两点间电阻无穷大→断路;电阻很小→导通;
3.二极管检测:黑表笔接二极管正极,电阻小(导通);反接电阻很大(截止)。
二、解题方法
①电压挡排查:保持电路通电,逐点测量电压,定位断路位置;
②欧姆挡排查:务必断开电源,断电测量各段电阻;
③二极管:正反两次测电阻,一大一小证明二极管完好。
三、解题思维
电压挡查故障可以带电测;欧姆挡严禁带电测量;根据两次测量电阻大小对比,判断断路、短路、二极管好坏。
1.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学按照电路图连接元件进行实验,闭合开关S时发现两盏灯都不亮。该同学用多用电表的10 V直流电压挡来检测电路故障。在闭合开关S的情况下,他把一支表笔始终连接在A点,用另一支表笔依次接触电路中的B、C、D、E各点,对应的示数依次为6 V、6 V、0 V、0 V。如果只有一处故障,则下列判断中正确的是( )
A.连接在A点上的是黑表笔,故障发生在BC段
B.连接在A点上的是黑表笔,故障发生在CD段
C.连接在A点上的是红表笔,故障发生在CD段
D.连接在A点上的是红表笔,故障发生在DE段
【答案】C
【详解】多用电表的红表笔接外部电源的正极,因此始终连接在A点上的是红表笔;另一支表笔依次接触电路中的B、C对应的示数依次为6V、6V,说明BC段电路正常,接D、E两点对应的示数是0V,说明故障发生在CD段。
故选C。
2.(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)某同学在做“测电源的电动势和内阻”的实验中,串联了一只的保护电阻,实验电路如图a所示。则
(1)用完好的导线连好电路后,该同学闭合开关S,发现电流表示数为零,电压表示数不为零,检查各接线柱均未接错,且接触良好。他用多用电表的电压挡检查电路。
①在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图b中多用电表的______(选填“A”、“B”或“C”)。
②将两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为零,两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障原因是______。
A、短路 B、滑动变阻器断路 C、电流表断路 D、电流表短路
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验,测得下列数据,并且根据数据在坐标系中描出了对应的点,如图c所示,请画出图像______。
I/A
0.10
0.17
0.23
0.30
0.40
U/V
1.20
1.00
0.80
0.60
0.55
(3)由图像求出实验中电源的电动势E=_____V,内阻r=_____。
(4)本次实验产生系统误差的原因是__________,电动势的测量值比真实值_____(选填A:偏大、B:偏小、C:相等、D:都有可能)。
【答案】(1) B B
(2)如图所示
(3) 1.49/1.50/1.51 1.39/1.40/1.41
(4) 电压表分流 B
【详解】(1)①[1]在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先进行机械调零,即调整图b中多用电表的B。
②[2]发现电流表示数为0,电压表示数不为0,则可知,电流表或滑动变阻器R处断路,用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,说明此时c、d均与电源连接,则可知滑动变阻器R断路。故选B。
(2)画出图像如图
(3)[1][2]根据U=E-I(r+R0),由图像求出实验中电源的电动势E=1.50V,内阻。
(4)[1][2]由电路图可知,将保护电阻作为内阻处理后,可以视为相对电源的电流表外接法,电压表并联在电源两端,故电压表示数准确,但由于电压表内阻的影响而导致电流表示数偏小;故误差原因来自电压表分流,故电动势测量值比真实值偏小,故选B;
3.(25-26高二上·北京西城·期中)
(1)使用多用电表欧姆挡测量某电阻阻值时,下列说法正确的是______。
A.测量时,不需要把该电阻与电路断开进行测量
B.测量时,发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线,应将选择开关拨至倍率较大的挡位
C.更换挡位测量电阻阻值时,必须将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零
(2)若某次测量使用欧姆挡为“”挡,则图甲中电阻的测量值______。
(3)用螺旋测微器测某金属丝的直径,示数如图乙所示,则该金属丝的直径为______ mm。
(4)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图丙所示,开关闭合前,图丙中滑动变阻器滑片应置于______选填“左”或“右”端,用此方法测得金属丝的电阻值______金属丝电阻的真实值。选填“大于”“小于”或“等于”
(5)设被测金属丝电阻为,金属丝直径为d,接入电路部分的长度为l,则计算该金属丝电阻率的表达式是______用题目给出的物理量符号表示。
(6)某同学利用如图丁所示的电路进行实验,闭合开关后,发现灯泡不发光。为查找故障,用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0。若电路中仅有一处故障,则故障为______。
A.BC间断路
B.CD间断路
C.DE间断路
D.EF间断路
【答案】(1)C
(2)100
(3)
(4) 左 小于
(5)
(6)B
【详解】(1)A.测量时,需要把该电阻与电路断开进行测量,故A错误;
B.测量时,发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线,说明待测电阻小,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,故B错误;
C.每次换挡后都要重新进行欧姆调零,因此更换挡位测量电阻阻值时,必须将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零,故C正确。
故选C。
(2)某次测量使用欧姆挡为“”挡,则图甲中电阻的测量值;
(3)螺旋测微器的精确度为,金属丝的直径为
(4)[1]滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全,开关闭合前,图丙中滑动变阻器滑片应置于左端;
[2]电流表采用外接法,实验的误差来源于电压表的分流作用,根据欧姆定律,待测电阻的真实值
测得金属丝的电阻值小于金属丝电阻的真实值;
(5)根据电阻定律
金属丝电阻率的表达式
(6)将红表笔与接线柱A接触并保持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为,说明BC间是完好的,CD间、DE间、EF间、AF间有断路;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0,且电路中仅有一处故障,说明CD间断路。
故选B。
4.(25-26高三上·北京西城·阶段检测)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是( )
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压,得到、,已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质,他断开开关后,将选择开关置于电阻挡的挡,分别将红黑表笔接端时,指针指在如图2所示的位置。则该电阻为_____Ω,他将红黑表笔接ef端时,指针_____(填“几乎不偏转”或“偏转很大”)。
(3)之后该同学用毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图3中甲所示。已知毫安表的满偏电流、将两表笔短接,调节滑动变阻器使毫安表指针满偏,此后将阻值为的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图3中乙所示。则刻度处应标注_____。
【答案】(1)AB
(2) 18 几乎不偏转
(3)600
【详解】(1)A.电流“红进黑出”,则测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确,故A正确;
B.电流“红进黑出”,测电流时,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,应该使待测电阻与电源断开,故C错误;
D.测二极管的反向电阻时,黑表笔接右端,红表笔接左端,故D错误。
故选AB。
(2)[1]图2可知该电阻为
[2]因为用多用电表测量各点间的电压、,可知电阻R断路;则他将红黑表笔接ef端时,指针几乎不偏转。
(3)欧姆表内阻
将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间时,电流表读数为3mA,则此时有
联立解得,
则电流为2.5mA时有
联立解得
5.电磁式多用电表是实验室中常用的测量仪器,通过选择开关挡位的调节可实现不同的测量功能。
(1)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10mA”挡,其读数为___mA;若选择开关处于“×10Ω”挡,指针指在“5”和“10”的正中间,指针附近的其他刻度模糊,则被测电阻的阻值___75Ω(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)多用电表置于欧姆挡时,其电路原理如图甲所示,测量电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图乙所示。则:
①图甲中a为____(填“红表笔”或“黑表笔”);
②图乙中图线的函数表达式为I=____(用R1、Ig、Rx表示)。
(3)某同学连接了如图丙的电路,闭合开关后,发现两灯都不亮,他用多用电表的电压挡对电路进行检测,其结果如下表,由此可以断定故障是____(假定只有一处故障)。
测试点
a、b
c、b
c、d
d、e
电压表示数
有
有
无
有
A.灯B短路 B.灯A断路
C.d、e段断路 D.c、d段断路
【答案】(1) 6.4 小于
(2) 红表笔
(3)C
【详解】(1)[1]选择开关处于“”挡,应按刻度读数,指针示数为
[2]设欧姆表内阻为。由闭合电路欧姆定律得,表盘上和对应的电流分别为,
指针在两刻度正中间时,电流
设此时欧姆挡表盘示值为,由
可知,是和的调和平均数,小于两者的算术平均数,故。使用“”挡时,被测电阻小于
(2)[1]由图甲中电源极性可知,欧姆挡测量时电流从端流出,经流向端。欧姆挡中电流从黑表笔流出、由红表笔流入,故为红表笔。
[2]设欧姆表内阻为。由图乙可知,当时,由闭合电路欧姆定律得
当时,由闭合电路欧姆定律得
联立得
任意下,由闭合电路欧姆定律得
(3)A.若灯短路,电路仍可通过灯形成通路,灯应发光,与两灯均不亮矛盾,故A错误;
B.若灯断路,,两点间应有电压,与测量结果矛盾,故B错误;
C.若,段断路,电路中无电流,两灯均不亮;灯中无电流,,等电势;断路处,两点间有电压,且,与,两组测点均有电压,与表中结果一致,故C正确;
D.若,段断路,,两点间应有电压,与测量结果矛盾,故D错误。
故选C。
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4.4练习使用多用电表
题型01 多用电表的认识与选择挡位
题型02 用多用电表测电阻
题型03 多用电表读数计算
题型04 多用电表检测电路故障
▌题型01 多用电表的认识与选择挡位
一、核心知识
多用电表可以测:直流电压、直流电流、交流电压、电阻;
红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极;
测电压、电流:表笔并联/串联,不需要内部电源;测电阻要用到表内部电源。
挡位区分:V电压挡、A电流挡、Ω欧姆挡。
二、解题方法
①看测量目标,选对应挡位;测电压并联接入,测电流串联接入;
②电流要红进黑出;
③测量完毕,旋钮拨至交流电压最高挡或者OFF挡。
三、解题思维
分清外部被测电路和电表内部电源;测电压电流不用内部电池,测电阻必须启用内部电源。
1.CD
2.ABD
3.【答案】(1)A
(2) 黑 ×10
(3)13
(4)0.17
(5)2.25
【详解】(1)由题图及欧姆表原理可知,开关S接时,毫安表直接接入回路。若选用满偏电流为的毫安表,则欧姆调零时回路总电阻需为,而滑动变阻器最大阻值仅为,无法调到该值。若选用满偏电流为的毫安表,则需,可通过调节满足要求。
故选A。
(2)[1] 根据电流从红表笔流入、黑表笔流出的规则,可知是黑表笔。
[2] 开关S接时,回路满偏电流为,欧姆表内阻为,较大,对应“×10”挡;接时,通过分流后满偏电流为,内阻为,较小,对应“×1”挡。故开关S接为“×10”挡。
(3)开关S接时,红黑表笔短接,毫安表满偏,由闭合电路欧姆定律有
代入,,,,解得
(4)开关S接时为“×10”挡,欧姆表内阻;接时为“×1”挡,内阻,故接时总电流为
此时毫安表与并联,有
解得
(5)接时欧姆表内阻
指针指满刻度的处,回路电流
由闭合电路欧姆定律有
解得
4.【答案】(1)2
(2) 红 电阻 5 6
【详解】(1)当选择开关旋到1或2位置时,表头与分流电阻并联,此时多用电表测量直流电流,由图可知当开关旋到2位置时的分流电阻大于开关旋到1位置时的分流电阻,根据并联电路的分流原理可知分流电阻越大,电表的量程越小,故选择开关旋到2位置时,电表量程较小。
(2)[1]根据“红表笔进,黑表笔出”的原则,由图可知在测量电阻时,内部电源的正极与端相连,电流从端流向外部电路、从端流入表内,因此表笔按规定应为“红”表笔。
[2]当选择开关旋到3或4时,电路中接有内部电源,此时电表可测量电阻。
[3]当选择开关旋到5或6时,表头与分压电阻串联,此时多用电表测量直流电压,根据串联电路分压原理有
由于接5时的串联分压电阻小于接6时的串联分压电阻,可知接5时为小量程电压表。
[4]接6时串联的分压电阻较大,为大量程电压表。
5.【答案】(1)黑
(2)B
(3) 160 4880
(4) 1.25mA 2.50V
【详解】(1)多用电表遵循的规则为“红进黑出”,当B端与“3”连接时,电源正极在上,即电流从A端流出,故A端与黑表笔相连接。
(2)与欧姆调零旋钮连接,故只有使用欧姆挡时使用,且使用时应先将选择开关旋至欧姆挡,然后两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
故选B。
(3)[1]由图可知B端接“1”时为直流电流2.5mA挡,B端接“2”时为直流电流1mA挡,由串并联关系可知B端接“2”时满足
解得
[2]由图可知B端接“4”时为直流电压2.5V挡,B端接“5”时为直流电压5V挡,由串并联关系可知B端接“5”时满足
解得
(4)[1]若此时端是与“1”连接的,则此时为直流电流2.5mA挡,则多用电表读数为
[2]若此时端是与“3”连接的,则此时为欧姆×100Ω挡,则多用电表读数为
[3]若此时端是与“5”连接的,则此时为直流电压5V挡,则多用电表读数为
▌题型02 用多用电表测电阻
一、核心知识
欧姆表原理闭合电路欧姆定律 I= ;
刻度反向、不均匀,左边密右边疏;
重要操作:选倍率→欧姆调零(红黑表笔短接,调节调零旋钮);
换倍率必须重新欧姆调零;被测电阻要和电路电源断开。
二、解题方法
1.合理选择倍率,使指针尽量指在表盘中央附近;
2.红黑表笔短接进行欧姆调零;
3.测量读数:R=表盘示数×倍率;
4.更换倍率,重复欧姆调零。
三、解题思维
欧姆表刻度反向,不要直接照搬电压电流读数习惯;中央刻度附近测量误差最小;记住:换倍率必重新调零。
1.【答案】(1) 短接 0
(2) ×10 160/1.60×102
(3) 2.8 7.0
【详解】(1)[1][2]测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。
(2)[1]用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的“×10”挡;
[2]进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向题图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为
(3)[1][2] 指针指向“15”刻度位置时,根据闭合电路欧姆定律
指针指向“0”刻度位置时
联立解得,
2.【答案】(1) 很小 800
(2) 如图所示 3000 857
【详解】(1)[1][2]多用电表的刻度是从右侧往左侧增大,换用大倍率量程,说明电阻值较大,此时多用电表指针偏转较小,换用大倍率后,由图读数为。
(2)[1]如图所示
[2]电压表改装,改装后量程为
可得
[3]改装后电压表量程扩大两倍,根据欧姆定律
解得
3.【答案】(1)黑
(2) 3 1000
(3)>
(4)变大
【详解】(1)欧姆表测电阻时,需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进,故黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极,图甲中的A为黑表笔;
(2)[1][2]根据欧姆表的测量原理,当时,流过电路的电流达到满偏即,设欧姆表内阻为
则有当,流过电表的电流强度为
联立解得,
(3)测量时若未欧姆调零直接测量,相当于欧姆表内阻偏大,导致相同电流下对应的偏大,故。
(4)当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表得重新调零,由于满偏电流不变,由公式
欧姆表内阻得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由
可知当变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,故欧姆表的示数变大了。
4.【答案】(1) 120
(2) 偏大
(3) 远小于
【详解】(1)[1]电阻的测量值为指针示数乘以倍率,指针指在12的位置,倍率为“”,所以测量值为;
[2]测量阻值约为的电阻时,为使指针指在表盘中央附近测量更精确,应选用“”的倍率。
(2)[1]根据欧姆定律,可得电阻的测量值为
[2]测量值等于电阻和电流表内阻之和,故测量值大于真实值。
(3)[1]闭合、断开时,调节电阻箱使电流表满偏,设满偏电流为。闭合,保持电阻箱的阻值不变,此时电流表偏转到满偏刻度的,若认为干路电流不变,仍为,则说明通过电阻箱的电流为,根据并联电路电压相等,可得电流表内阻的测量值等于电阻箱阻值的一半,即。
[2]闭合后,总电阻减小,总电流增大,大于原来的满偏电流,而电流表中电流为,则通过电阻箱的电流大于,当远小于时,总电流变化小,测量误差较小。
5.【答案】(1) ×100 欧姆
(2)1500
(3) D 丙
(4)1561.4
【详解】(1)[1][2]该同学先选择了电阻“×10”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,倍率挡选择较低,现该同学准备选择电阻“×100”挡完成测量,在选择挡位后必须进行欧姆调零。
(2)该待测电阻的阻值约为15×100Ω=1500Ω
(3)[1]为减小测量误差和便于调节,在实验中,滑动变阻器应选用阻值较小的D即可。
[2]因,且电流表内阻已知,则连接电路时,应该用电流表内接,即实验电路应采用图中的丙。
(4)该电阻阻值为
▌题型03 多用电表读数计算
一、核心知识
不同挡位,读表盘不同刻度线;直流电压电流看中间均匀刻度;欧姆看最上方反向不均匀刻度;要看清所选挡位的量程、倍率。
二、解题方法
①先确定挡位和量程/倍率;
②确定每一小格分度值;
③电压电流:格数×分度值;电阻:刻度读数 × 倍率。
三、解题思维
先看挡位,再读数,不要上来就读表盘;欧姆挡不需要估读,电压电流需要估读。
1.【答案】(1)
(2)
(3)与串联
(4)C
【详解】(1)当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时,多用电表与串联,此时测得的是通过的电流
(2)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时多用电表与并联,测得的是两端的电压
(3)切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是和串联的总电阻
(4)A.双手捏住两表笔金属杆时,测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值,测量值将偏小,故A错误;
B.测量时指针若向左偏离中央刻度过大,应增大倍率,若向右偏离中央刻度过大,应减小倍率,故B错误;
C.由于欧姆表刻度是左密右疏,选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间,则测量值小于,故C正确。
故选C。
2.【答案】D A D E A 0.296
【详解】粗测电阻丝电阻时,应调节选择开关至合适挡位,再将红黑表笔短接,进行欧姆调零,测量后将选择开关调至“OFF”位置。则步骤正确的操作顺序为①④③②。
故选D。
[1]根据电池组电动势,电压表选择A。
[2]金属丝阻值约为5Ω,根据
可知,电流表选择D。
[3]为了能测得多组实验数据,并尽可能提高测量精度,滑动变阻器应采用分压式接法,则滑动变阻器选择小阻值范围的E。
[1]若电流表电阻已知,则选择A图做实验没有系统误差。
故选A。
[2]选择A时
螺旋测微器读数为
根据欧姆定律金属管电阻为
根据电阻定律,有
故横截面积为
则金属管中空部分的面积为
3.【答案】(1)1.40/1.39/1.41
(2) 1 A 0.70
(3)2600
(4)7500
(5)A
【详解】(1)如图甲中a所示,指针指在1.4V的位置,估读到最小分度后一位,为1.40V。
(2)[1]指针偏角过大,说明量程太小,要换大量程,选1A挡。
[2]此时分度值为0.02A,指在位置b时,多用电表示数为0.70A。
(3)由欧姆表读数规则可知,电压表的内阻
(4)设电压表示数为3.0V时,滑动变阻器与电源内阻的总阻值为,结合串联分压原理,有
接入待测电阻后,有
解得
(5)AB.待测电阻为 0 时,电压表被短路,电压为 0,所以零电阻对应电压 0(最左侧),故A 正确,B 错误;
C.由和
得,故C错误;
D.从右向左电阻阻值减小,故D错误。
故选A。
4.【答案】(1)400
(2)2800
(3) 红 1400
【详解】(1)设改装后电流表量程为,表头满偏电流、内阻分别为,,满偏时流过并联电阻的电流为,由并联电路电压关系得
解得
(2)改装后的电压表满偏时,由串联电路电压关系得
解得
(3)[1]由图甲可知,电流从电源正极流入电流表正接线柱,表笔与电源负极相连。欧姆表红表笔与内部电源负极相连,故为红表笔。
[2]改装后电流表的满偏电流为,欧姆调零时两表笔短接,表头满偏,欧姆表内阻为
结合中值电阻刻度可知,该多用电表倍率为“”,所以待测电阻阻值为
5.【答案】(1)5
(2)3.704
(3) B D
(4)丁
(5)
【详解】(1)由图甲多用电表可知,待测电阻阻值为5×1Ω=5Ω
(2)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图乙可知金属丝直径为d=3.5mm+20.4×0.01mm=3.704mm
(3)[1][2]电源电动势为3.0V,因此选择电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
测量金属丝的电阻阻值约为5Ω,则电路中的最大电流
因此选电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);即电流表应选B,电压表应选D。
(4)由于电压表内阻约3kΩ,金属丝的电阻阻值约为5Ω为较小电阻,因此应选用电流表外接法,即选用电路图丁进行实验误差较小。
(5)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
▌题型04 多用电表检测电路故障
一、核心知识
1.电压挡检测:接通电源,两点间有电压,说明两点与电源两极连通,故障在两点之间;
2.欧姆挡检测:必须断开电源,两点间电阻无穷大→断路;电阻很小→导通;
3.二极管检测:黑表笔接二极管正极,电阻小(导通);反接电阻很大(截止)。
二、解题方法
①电压挡排查:保持电路通电,逐点测量电压,定位断路位置;
②欧姆挡排查:务必断开电源,断电测量各段电阻;
③二极管:正反两次测电阻,一大一小证明二极管完好。
三、解题思维
电压挡查故障可以带电测;欧姆挡严禁带电测量;根据两次测量电阻大小对比,判断断路、短路、二极管好坏。
1.C
2.【答案】(1) B B
(2)如图所示
(3) 1.49/1.50/1.51 1.39/1.40/1.41
(4) 电压表分流 B
【详解】(1)①[1]在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先进行机械调零,即调整图b中多用电表的B。
②[2]发现电流表示数为0,电压表示数不为0,则可知,电流表或滑动变阻器R处断路,用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,说明此时c、d均与电源连接,则可知滑动变阻器R断路。故选B。
(2)画出图像如图
(3)[1][2]根据U=E-I(r+R0),由图像求出实验中电源的电动势E=1.50V,内阻。
(4)[1][2]由电路图可知,将保护电阻作为内阻处理后,可以视为相对电源的电流表外接法,电压表并联在电源两端,故电压表示数准确,但由于电压表内阻的影响而导致电流表示数偏小;故误差原因来自电压表分流,故电动势测量值比真实值偏小,故选B;
3.【答案】(1)C
(2)100
(3)
(4) 左 小于
(5)
(6)B
【详解】(1)A.测量时,需要把该电阻与电路断开进行测量,故A错误;
B.测量时,发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线,说明待测电阻小,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,故B错误;
C.每次换挡后都要重新进行欧姆调零,因此更换挡位测量电阻阻值时,必须将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零,故C正确。
故选C。
(2)某次测量使用欧姆挡为“”挡,则图甲中电阻的测量值;
(3)螺旋测微器的精确度为,金属丝的直径为
(4)[1]滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全,开关闭合前,图丙中滑动变阻器滑片应置于左端;
[2]电流表采用外接法,实验的误差来源于电压表的分流作用,根据欧姆定律,待测电阻的真实值
测得金属丝的电阻值小于金属丝电阻的真实值;
(5)根据电阻定律
金属丝电阻率的表达式
(6)将红表笔与接线柱A接触并保持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为,说明BC间是完好的,CD间、DE间、EF间、AF间有断路;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0,且电路中仅有一处故障,说明CD间断路。
故选B。
4.【答案】(1)AB
(2) 18 几乎不偏转
(3)600
【详解】(1)A.电流“红进黑出”,则测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确,故A正确;
B.电流“红进黑出”,测电流时,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,应该使待测电阻与电源断开,故C错误;
D.测二极管的反向电阻时,黑表笔接右端,红表笔接左端,故D错误。
故选AB。
(2)[1]图2可知该电阻为
[2]因为用多用电表测量各点间的电压、,可知电阻R断路;则他将红黑表笔接ef端时,指针几乎不偏转。
(3)欧姆表内阻
将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间时,电流表读数为3mA,则此时有
联立解得,
则电流为2.5mA时有
联立解得
5.【答案】(1) 6.4 小于
(2) 红表笔
(3)C
【详解】(1)[1]选择开关处于“”挡,应按刻度读数,指针示数为
[2]设欧姆表内阻为。由闭合电路欧姆定律得,表盘上和对应的电流分别为,
指针在两刻度正中间时,电流
设此时欧姆挡表盘示值为,由
可知,是和的调和平均数,小于两者的算术平均数,故。使用“”挡时,被测电阻小于
(2)[1]由图甲中电源极性可知,欧姆挡测量时电流从端流出,经流向端。欧姆挡中电流从黑表笔流出、由红表笔流入,故为红表笔。
[2]设欧姆表内阻为。由图乙可知,当时,由闭合电路欧姆定律得
当时,由闭合电路欧姆定律得
联立得
任意下,由闭合电路欧姆定律得
(3)A.若灯短路,电路仍可通过灯形成通路,灯应发光,与两灯均不亮矛盾,故A错误;
B.若灯断路,,两点间应有电压,与测量结果矛盾,故B错误;
C.若,段断路,电路中无电流,两灯均不亮;灯中无电流,,等电势;断路处,两点间有电压,且,与,两组测点均有电压,与表中结果一致,故C正确;
D.若,段断路,,两点间应有电压,与测量结果矛盾,故D错误。
故选C。
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