高考物理试题：实验十 练习使用多用电表

实验十练习使用多用电表实验准备实验目的(1)掌握多用电表的读数及使用方法.(2)掌握多用电表的工作原理，尤其是欧姆挡的工作原理.(3)使用多用电表探测黑箱内元件.实验原理(1)多用电表外部构造电压交流电压～多用电表可以用来测______、_____和_____，又称万用电表，其表面结构如图S10-1所示.其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“___”，右端标有“___”，其刻度分布是不均匀的；用于测____；中间的刻度线是用于测_____和_____的，其刻度是分布均匀的；最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测__________的，其刻度是不均匀的.多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标电流电压电阻∞0电阻电流有测量功能的区域和量程.将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻.图S10-1(2)多用电表测电阻的原理——欧姆表的原理①构造：如图S10-2所示，欧姆表由_________，____、___________和红、黑表笔组成.电流表G电池图S10-2欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联.外部：接被测电阻Rx.调零电阻RRg＋R＋r＋Rx全电路电阻R总＝_______________②工作原理：闭合电路的欧姆定律.I＝______________欧姆调零叫中值电阻.c.当I＝Ig2时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻是欧姆表的内阻，也ERg＋R＋r＋Rx③刻度的标定：红黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫__________.a.当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”.b.当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”.实验器材左机械调零红黑多用电表、晶体二极管(若干)、学生电源、小灯泡、导线.实验过程实验步骤(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程.(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度________端的零位置.若不指零，则可用小螺丝刀进行__________.(3)将______、______表笔分别插入“＋”“－”插孔.(4)如图S10-3甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于___________挡，测小电珠两端的电压.直流电压(5)如图乙所示连好电路，将选择开关置于_________挡，测量通过小灯泡的电流.甲乙图S10-3(6)利用多用电表的________挡测三个定值电阻的阻值，将测量值和真实值进行比较.直流电流欧姆判断目的应用挡位现象电源________挡两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源电阻________挡两接线柱正、反接时示数相同二极管________挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器________挡指针先指“0Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢电感线圈________挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数(7)研究二极管的单向导电性，利用多用电表的________挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极.(8)探索黑箱内的电学元件欧姆电压欧姆欧姆欧姆欧姆实验分析误差分析(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，使指针指在中值附近.(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.【基础检测】(2016年吉林实验中学一模)某同学利用多用电表欧姆挡测某未知电阻的阻值，他将开关置于×1挡位，指针示数如图S10-4，若想更准确一些，下面操作正确的步骤顺序是________(填字母序号).图S10-4A.将两表笔短接进行欧姆调零B.将两表笔短接进行机械调零C.将开关置于×1k挡D.将开关置于×100挡E.将两表笔接未知电阻两端，待指针稳定后读数答案：DAE》》》考点1多用电表的使用⊙重点归纳多用电表使用的“七大注意”(1)使用前要机械调零.(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”.(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流.(4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡.(5)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流2.5V专用.(6)测电阻时：①待测电阻与电路、电源一定要断开.②两手一定不要同时接触两笔金属杆.③指针指中值附近较准，否则换挡.④每换一挡必须重新欧姆调零.⑤读出示数要乘以倍率.(7)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池.⊙典例剖析例1：(2015年湖南益阳检测)在如图S10-5甲所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V0.3A”.合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮.甲乙图S10-5(1)用多用电表的直流电压挡检查故障.①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示).A.2.5VC.50VB.10VD.250V②测得c、d间电压约为5.8V、e、f间电压为0，则故障是________.A.A灯丝断开C.d、e间连线断开B.B灯丝断开D.B灯被短路(2)接着练习使用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”.①测试前，一定要将电路中的开关S________.②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为________Ω，此时测量的是________间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω.解析：(1)①由于4节干电池串联后电动势为6V，电压表量程应选10V，B正确.②灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，c、d间以外其他部分电路接通，电压表接e、f时无示数，说明c、d间灯泡断路，A正确.(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开，故填“断开”.②温度高时灯丝的电阻大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻).欧姆表读数应该为6.0Ω.由于A灯泡断路，电阻无穷大，而欧姆表示数为6.0Ω，答案：(1)①B②A(2)①断开②6.0e、f12.7说明测量的应该是e、f间电阻.由R＝UI可求得电阻为12.7Ω.【考点练透】1.某同学测量一节干电池的电动势和内阻时，用aa′、bb′、cc′、dd′、de和fb′共6根导线连成如图S10-6甲所示的实验电路图.图S10-6(1)请根据电路图在图乙的实物图中完成余下电路的连线.(2)如果这6根导线中仅有一根内部断了，其他器材及连接均完好.现闭合开关，发现电流表、电压表的示数均为零，由此可以肯定内部没有断的导线有de、fb′和_______.(3)闭合开关的情况下，要求用多用电表对导线逐根地进行排査并找出断导线，正确的操作是：将选择开关旋至________________(填“Ω×10”“直流电压2.5V”或“直流电流10mA”)挡；把________(填“红”或“黑”)表笔固定在a点，另一支表笔依次接a′、b′、c′、d′….如果某次检测时，表盘指针如图丙所示，其读数为________.答案：(1)如图D40所示.图D40(2)cc′(3)直流电压2.5V红1.40V2.(2014年天津卷)现要测量一个未知电阻Rx阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势为6V)；一个滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流为1A)；两个相同的电流表G(内阻Rg＝1000Ω，满偏电流Ig＝100μA)；两个标准电阻(R1＝29000Ω，R2＝0.1Ω)；一个电键S、导线若干.(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________(填字母代号).A.这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B.这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C.如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量D.如需进一步测量可换“×1k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.解析：(1)用欧姆表“×10”挡测电阻时，指针几乎满偏，说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A项正确，B项错误；要进一步测量应换用“×1”挡，欧姆调零后再进行测量.(2)实验中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采用限流接法，用两个电流计和两个定值电阻改装成一个量程U＝Ig(Rg＋于改装后的电压表的分流可以直接测出，因此电流表采用外接法.R1)＝3V的电压表，一个量程为I＝Ig＋IgRgR2＝1A的电流表.由答案：(1)AC(2)如图D41所示.图D41》》》考点2电流表、电压表的改装⊙重点归纳1.电流表(表头)：当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，即I∝θ，表盘刻度是均匀的；电流表三个参数内阻Rg、满偏电流Ig与满偏电压Ug的关系是Ug＝IgRg.改装方式改装为电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图2.电压表及大量程电流表(由表头改装而成)：改装方式改装为电压表改装为大量程电流表分压电阻或分流电阻U＝Ig(Rg＋R)，IgRg＝(I－Ig)R，改装后电表内阻RV＝Rg＋RRg(续表)所以R＝UIg－Rg所以R＝IgRgI－IgRA＝RgRRg＋RRg⊙典例剖析例2：用下列器材，测定小灯泡的额定功率：A.待测小灯泡，额定电压6V，额定功率约为3WB.电流表：量程0.6A、内阻为0.5ΩC.电压表：量程3V、内阻为5kΩD.滑动变阻器R：最大阻值20Ω、额定电流1AE.电源：电动势10V、内阻很小F.定值电阻：R0＝10kΩG.开关一个，导线若干(1)画出实验电路图.(2)实验中，电压表的示数应调为多少伏？若此时电流表示数为1A，则小灯泡的额定功率为多大？思维点拨：因小灯泡的额定电压为6V，但题目提供的电压表最大量程才3V，所以要用串联分压原理把电压表的量程扩大.解：(1)电压表的量程小于小灯泡的额定电压，可串联定值电阻R0改装成量程为9V的电压表.小灯泡的额定电流约为I灯＝0.5A，电阻大约为R灯＝12Ω≪15kΩ，所以应将电流表外接.实验电路如图S10-7所示.图S10-7(2)小灯泡两端的电压调为6V时，电压表两端的电压为U灯泡额定功率为6W.＝RVR0＋RVU灯＝510＋5×6V＝2V，即电压表示数应调为2V，小【考点练透】3.(2014年福建卷)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图S10-8甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.(1)已知灵敏电流计的满偏电流Ig＝100μA，内阻rg＝2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只阻值为________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1.(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路.甲乙图S10-8测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160(3)某次实验的数据如下表所示该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________.(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测