高考实验专题：多用电表的使用---解析版

多用电表的使用第1页多用电表的使用---解析版1．在物理课外活动中，某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝10mA，当选择开关接“3”时量程为250V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出．（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接“l”时其读数为___________；选择开关接“3”时其读数为____________．（2）为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势，该同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接“2”，红、黑表笔____________，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则C处刻度应为__________Ω．③计算得到多用电表内电源的电动势为___________V．（保留两位有效数字）④调零后，将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为___________Ω．（保留两位有效数字）【参考答案】（1）6.8mA170V（2）①短接②150③1.5④71每空1分【名师解析】（1）选择开关接“1”时测电流，其分度值为0.2mA，示数为6.8mA；选择开关接“3”时测电压，其分度值为5V，其示数为170V；（2）①选挡后，进行欧姆调零，即红、黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；2．某同学要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，步骤如下：（1）用螺旋测微器测量其直径如图甲所示，可知其直径为mm；（2）游标卡尺测量其长度如图乙所示，可知其长度为mm；（3）在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是；多用电表的使用第2页A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大B．测量时发现指针偏转角度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量C．选择“×1”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25（4）选用多用电表的欧姆挡的“×1”挡，按正确的操作步骤测量圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为；（5）为更精确地测量其电阻，要求待测电阻的电压从零开始可以连续调节，可供选择的器材如下：电流表A1（量程0～300mA，内阻约2）；电流表A2（量程0～150mA，内阻约10）；电压表V1（量程0～1V，内阻r=1000）；电压表V2（量程0～15V，内阻约为3000）；定值电阻R0（内阻为2000）；滑动变阻器R1（最大阻值5）；滑动变阻器R2（最大阻值1000）；电源E（电动势约为4V，内阻r约为1）；开关，导线若干。为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的13，电压表V2量程太大，电压表V1量程太小，因此可以把电压表V1与定值电阻R0联（填“串”或“并”），增大其量程进行实验；电流表应选，滑动变阻器应选（选填代号）。【参考答案】（1）2.150（1分）（2）60.15（1分）（3）BC（2分）（4）22.0（1分）（5）串A1R1（3分）（4）选用多用电表的欧姆挡的“×1”挡，按正确的操作步骤测量圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，根据欧姆表读数规则，则该电阻的阻值约为22.0；（5）为更精确地测量其电阻，要求待测电阻的电压从零开始可以连续调节，电路要设计成滑动变阻器分压接法，滑动变阻器应选阻值范围较小的滑动变阻器R1（最大阻值5）；可以把电压表V1与定值电阻R0串联，增大其量程进行实验；由于电源电压为4V，该电阻的阻值约为22.0，电流表应选电流表A1（量程0～300mA，内阻约2）。多用电表的使用第3页3.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，也是电工和电器修理常用的电学测量仪表。（1）.图1甲为多用电表表面的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：①调节________，使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。②将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图1乙所示，该电阻的阻值为________Ω。⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。（2）请根据图2完成下列问题：①在使用多用电表测量时，指针的位置如图2甲所示，若选择开关拨至“×10”挡，则测量的结果为Ω；若选择开关拨至“50mA”挡，则测量结果为mA。②多用电表测未知电阻阻值的电路如图2乙所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图2丙所示，则该图象的函数关系式为；（3）下列对图2丙中的I－Rx图线的解释或判断中正确的是A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx＝0时电路中的电流I＝IgC．测量中，当Rx的阻值为图10-丙中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧D．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左疏右密【参考答案】(1)①指针定位螺丝电流②×1③欧姆调零旋钮电阻④19（2）①140；26.0②I＝Er＋R0＋Rg＋Rx③BC多用电表的使用第4页③由于欧姆表是利用电流表作为显示电阻，由I＝Er＋R0＋Rg＋Rx可知，待测电阻最小为零时，电流最大，电流表指针满偏；待测电阻最大为无限大时（两表笔断开），电流为零，电流表指针在最左侧；，所以欧姆表的示数左大右小，最右端刻度为零，最左端刻度为无限大，选项A错误。欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx＝0时电路中的电流I＝Ig（满偏电流），选项B正确。测量中，当Rx的阻值为图10-丙中的R2时，大于中值电阻R1，指针位于表盘中央位置的左侧，选项C正确。Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，选项D错误。4.某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点。(2)将图1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2所示，这时电压表的示数如图3所示。多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V。图2图3图4(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12kΩ和4.00V。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4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“×1k”挡内部电路的总电阻为______kΩ。【参考答案】(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0多用电表的使用第5页【名师解析】(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。5．某同学用以下器材接成如图甲所示的电路，并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘，成功地改装了一个简易的“R×1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处。所供器材如下：A．满偏电流Ig＝100μA的微安表一个B．电动势E＝1.5V，电阻可忽略不计的电池C．阻值调至14kΩ的电阻箱RD．红、黑测试表笔和导线若干(1)根据题中信息可知原微安表的内阻Rg＝________Ω。(2)在图甲电路的基础上，不换微安表和电池，图乙的刻度也不改变，仅增加1个电阻，就能改装成“R×1”的欧姆表。要增加的电阻应接在________之间。(填a、b、c)，电阻阻值为________。(保留两位有效数字)(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图。【参考答案】(1)1k(2)a、c15Ω(3)见解析【名师解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值为10kΩ～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”说明在测阻值在10kΩ～20kΩ的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻约为R总＝15kΩ。当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有Ig＝ER＋Rg代入E、R、Ig的值可得，Rg＝1kΩ。多用电表的使用第6页6．(1)如图为一简易多用电表的内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，S为单刀多掷电键(功能键)，表内直流电源的电动势为E。由图可知，欲选择电压挡大量程时，应将功能键置于________位置；欲测电阻时，应将功能键置于________位置；欲选择电流挡大量程时，应将功能键置于________位置。(统一填写功能键序号)(2)为了测量某一未知电阻Rx(阻值约为6Ω)的阻值，实验室里准备了以下器材：A．电源，电动势E＝3.0VB．电压表V1，量程3V，内阻约5kΩC．电压表V2，量程15V，内阻约25kΩD．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.2ΩE．电流表A2，量程3A，内阻约0.04ΩF．滑动变阻器R1，最大阻值5Ω，最大电流为3AG．滑动变阻器R2，最大阻值200Ω，最大电流为1.5AH．开关S、导线若干①在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻两端的电压从零开始连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选________；电流表应选________；滑动变阻器应选________。(填器材前面的字母代号)②请在虚线框内画出用伏安法测量该电阻阻值时的实验电路图。【名师解析】(1)多用电表若测电压，应让表头与电阻串联；由题图可知，与电阻串联的接法只有5或4；欲选择电压挡大量程时，应将功能键置于5位置。要用表头测电阻，则内电路中应有电源，由题图可知，只有接3时才能测电阻。测电流时应使表头与电阻并联，接1或2时可以用来测电流；接1时，R2与表头串联后再与R1并联，因此R1相对于表头及串联电阻更要小，故测量的量程更大。(2)①电源的电动势E＝3V，电压表应选B，待测电阻中最大电流约为Imax＝ERx＝36A＝0.5A，故电流表选D，为方便实验操作，滑动变阻器应选较小阻值的，即选F。②根据题意得RVRxRxRA，所以选择电流表外接法，由于待测电阻的电压从零开始可以连续调节，变阻器采用分压式接法。电路图如图所示。多用电表的使用第7页7．（1）某同学用多用电表测量某一电阻，以下是该同学实验过程中的主要操作步骤。a．将“选择开关”置于如图（10）甲所示的位置；b．将红黑表笔短接，转动欧姆调零旋钮，进行欧姆调零；c．如图（10）乙所示把两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图（10）丙所示；d．记下读数，实验完毕。请指出该同学操作中不合理或遗漏的地方，并加以指正。；；；（2）该同学想采用“伏安法”更精确地测量该电阻的阻值，选用了如图（10）丁所示的实验器材。其中电压表量程3V、内阻约为3kΩ，电流表量程15mA、内阻约为4Ω，滑动变阻器总阻值20Ω，电源电动势3V。图中已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。8.如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节________，使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”