20202021年高三物理考点专项突破多用电表改装pdf含解析

2020-2021年高三物理考点专项突破：多用电表改装1．某学生实验小组利用图甲所示电路，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)将图甲中多用电表的红表笔和________(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乙所示，这时电压表的示数如图丙所示，多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______V。(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12.0kΩ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，如图丁所示。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。【答案】：(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0【解析】：(1)使用多用电表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，故应将两表笔短接进行调零。(2)电流应从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，故红表笔应接“1”。(3)从题图乙可以看出指针指向欧姆挡15.0位置，电阻挡为“×1k”，故读数为15.0kΩ；由于电压表量程为5V，指针所指位置为3.60，故读数为3.60V。(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，多用电表读数即为电压表内阻，所以电压表内阻为12.0kΩ。(5)设多用电表内电池的电动势为E、多用电表内阻为R，由第(3)、(4)问可知ER＋15.0kΩ＝3.60V12.0kΩ，ER＋12.0kΩ＝4.00V12.0kΩ，两式联立解得：E＝9.00V，R＝15.0kΩ。2．(2017·全国卷Ⅲ)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为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×100Ω挡。(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6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R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6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R6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R1＋R2＝_______Ω，R4＝_______Ω。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)【答案】：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1．10×103Ω2.95V【解析】：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连。(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错。(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5mA挡、直流1mA挡，如图甲所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝IG＋IGrGR1＋R2，解得R1＋R2＝160Ω；B端与“4”相连时，如图乙所示，多用电表为直流电压1V挡，表头并联部分电阻R0＝IGrGI2，R4＝U4I2－R0＝880Ω。(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为11.0×100Ω＝1.10×103Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5V挡，读数为147.5250×5V＝2.95V。3．在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是____(填字母)。A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数D．选择挡位，欧姆调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数(2)该同学欲测量如图甲所示生活用电中插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置(选填A、B、C、…、Q)。(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V。【答案】：(1)B(2)H(3)215【解析】：(1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B正确，A、C、D错误。(2)题图甲所示插座的电压为220V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到题图乙所示的H位置。(3)多用电表表盘最下面一排刻度线左侧标有“V～”，是用于测交流电压的，根据电表指针可知，插座的电压为U＝215V。4．某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表，进行了如下操作：(1)先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为________V。由以上数据可得电压表的内阻RV＝________kΩ。(2)将图甲的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为________(填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为________kΩ。(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将________。A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定【答案】：(1)1.506(2)∞1(3)C【解析】：(1)由题图乙所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；电源内阻不计，由题图甲所示电路图可知，电源电动势：E＝U＋IR＝U＋URVR，由题意可知：E＝3＋3RV×3000，E＝1.5＋1.5RV×12000，解得：RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V。(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V时，电路中的电流为IV＝36000A＝0.0005A，此时电阻箱的阻值为R＝4.5－30.0005Ω＝3kΩ。当电压表示数为1V时，有1＝4.5R＋RxRVRx＋RV·RxRVRx＋RV，解得Rx＝1kΩ。(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有IV＝Er＋RV＋R＝Er＋R＋RV，测量电阻时电压表示数为U＝Er＋R＋RVRxRV＋Rx·RVRxRV＋Rx，欧姆表用一段时间调零时有IV＝Er′＋RV＋R′，测量电阻时U＝Er′＋R′＋RVRx′RV＋Rx′·RVRx′RV＋Rx′，比较可知r＋R＝r′＋R′，所以若电流相同，则Rx′＝Rx，即测量结果不变，C正确。5．某同学在测量一只小灯泡电阻的实验中，连接了如图甲所示的实物电路图。闭合开关，发现灯泡不亮，电流表的示数为零。(1)他借助多用电表检查小灯泡，先断开开关，把多用电表的选择开关旋到欧姆挡的“×1”挡，再进行________调零；然后将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘恰好如图乙所示，说明小灯泡正常，此时的电阻为________Ω。(2)他将多用电表选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发现电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了________(选填“断路”或“短路”)。(3)故障排除后，为了使电流表的示数从零开始，要在________(选填“①、④”或“③、④”)接线柱间再连接一根导线，并在闭合开关前把滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端。【答案】：(1)欧姆6(或6.0)(2)断路(3)③、④左【解析】：(1)根据欧姆表的使用方法可知，每次选完挡后应重新进行欧姆调零；欧姆表的读数为R＝6.0×1Ω＝6.0Ω。(2)将红、黑表笔分别接触②、③接线柱，闭合开关，发现电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了断路。(3)为使电流表的示数从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，所以应在③、④接线柱间再连接一根导线；闭合开关前应将滑片置于输出电压最小的最左端。6．(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。图(a)图(b)(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)图(c)A．18mAB．21mAC．25mAD．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________。(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________。【答案】：(1)见解析图(2)C(3)AC(4)9979【解析】：(1)实物连线如图所示。(2)串联电路中电流处处相等，根据比例关系得，毫安表示数为16.0mA时，对应微安表的刻度为160.0μA，当微安表指针到满量程250μA时，毫安表的示数应为25mA，即为改装后电表的量程。选项C正确。(3)根据IgRg＝(I－Ig)R得I＝IgRgR＋Ig出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1200Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电阻偏小。选项A、C正确。(4)若微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U＝(25－0.25)×10－3RU＝(20－0.25)×10－3kR解得k＝9979。7．(2018·全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值。图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线。(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1。(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2。(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)。(5)重复步骤(3)，得到如下数据。12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/