高考物理一轮复习 考点29 实验:练习使用多用电表 电表的改装 电学创新实验练习(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、考点29实验:练习使用多用电表电表的改装电学创新实验题组一基础与经典题1如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 的电阻,测量步骤如下: (1)调节_,使电表指针停在_(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(2)将选择开关旋转到“”挡的_(填“1”“10”“100”或“1 k”)位置。(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_(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表如图乙所示,该电阻的阻值为_。(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。答案(1)指针定位螺丝电流(2)1(3)欧姆调零旋钮电阻
2、(4)19.0解析使用多用电表欧姆挡,先机械调零。中值电阻约为15 ,测量20 的电阻时,要使用1的倍率,然后进行欧姆调零;由刻度盘和倍率可知,测量电阻的阻值为19.0 。2在“练习使用多用电表”的实验中,请回答下列问题:(1)甲同学先用多用电表的欧姆挡“100”测量标有“220 V100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大,为了减小测量误差,下列选项中合理的操作顺序为_(填写选项前的字母)。A将选择开关旋转到“1 k”的位置B将选择开关旋转到“10”的位置C用两表笔与白炽灯连接好并读数D将两表笔短接,进行欧姆调零(2)甲同学按正确的实验操作,指针停在如图甲所示的位置,则此白炽灯电阻的测
3、量值为_ 。(3)乙同学发现该多用电表“直流50 V”挡损坏了,但“直流10 V”挡能正常使用。打开电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了,如图乙所示。若表头A的满偏电流为1 mA,则应用_k的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。答案(1)BDC(2)120(3)40解析(1)先用多用电表的欧姆挡“100”测量标有“220 V100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大,说明白炽灯的电阻较小,为了减小测量误差,将选择开关旋转到“10”的位置,将两表笔短接,重新进行欧姆调零,用两表笔与白炽灯连接好并读数,故合理的操作顺序为BDC。(2)选择开关处在“10”挡,由图甲所示可知,电阻测量值
4、为1210 120 。(3)电阻R2两端电压为40 V,电阻R2阻值为R24104 40 k,则应用40 k的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。3.某学生实验小组利用图a所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表;电压表:量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5 k;导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡,再将红表笔和黑表笔_,调零点。(2)将图a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b所示,这时电压表的示数如图c
5、所示。多用电表和电压表的读数分别为_ k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12.0 k和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为_ k。(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d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“1 k”挡内部电路的总电阻为_ k。答案(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0解析(1)欧姆表每次使用前都需要将红、黑表笔短接进行欧姆调零。(2)由于红表笔接欧姆表内置电源的负极,因此红
6、表笔也应该与电压表的负接线柱相连,故应和1端相连。(3)欧姆表读数需要1 k倍率,因此多用电表读数为15.0 k。电压表的最小刻度是0.1 V,需要估读到最小刻度的下一位,其读数为3.60 V。(4)当滑动变阻器电阻为零时,欧姆表测得的是电压表的内阻,为12.0 k。(5)根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为15.0 k,根据(4)中的数据可知,当测内阻是12 k的电压表时,电压表示数是4 V,所以I mA,可得EI(RVR内)9.00 V。4实际的二极管正向电阻并不为零,反向电阻也不是无穷大,一兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究:(1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻。测量时选
7、择开关旋到测电阻的“10”倍率,多用电表的表盘如图甲所示,则电阻为_ ;多用电表的红表笔应与二极管的_(填“正”或“负”)极相连。(2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向01.5 V电压时的伏安特性曲线,可供选择的器材如下:电压表V1(量程01.5 V,内阻约2000 )电压表V2(量程06 V,内阻约4000 )电流表A1(量程00.6 A,内阻约10 )电流表A2(量程040 mA,内阻约0.1 )滑动变阻器R1(总电阻约为10 )滑动变阻器R2(总电阻约为100 )电源E(电动势2 V,内阻不计)开关S,导线若干为调节方便,并有尽可能高的精度,请选择合适的器材,电压表_、电流表_、
8、滑动变阻器_;(填写所选器材的符号)在虚线方框中画出实验电路原理图;该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图丙所示,现将阻值为50 的定值电阻与该二极管串联,并与一电动势为2 V、内阻不计的电源组成闭合电路,二极管上的电压为正向电压,则回路中的电流强度为_ mA。答案(1)130负(2)V1A2R1图见解析图114.5解析(1)表盘上的读数为13,再乘倍率,所以电阻为130 。根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”,要测二极管的正向电阻时,应将红表笔与二极管的负极相连。(2)待测二极管加正向01.5 V电压,所以电压表应选V1;由二极管加正向电压的伏安特性曲线可知,当电压接近1.5 V时,电
9、流达到最大,接近40 mA,故电流表应选A2;为调节方便,并提高测量的精准度,滑动变阻器应采用分压式接法,所以滑动变阻器应选总阻值较小的R1。二极管电阻Rx,故采用电流表内接法,电路图如图1。将50 的定值电阻与电源等效为一个电动势为2 V、内阻为50 的新电源。在二极管的IU图象上作出新电源的IU图线,如图2所示,交点纵坐标即为电路中的电流,此时电流为14.5 mA。5某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表,仪器不得重复使用。A电流表(0200 A,100 );B电阻箱(0999 );C电阻箱(09999 );D定值电阻R2(1 k);E变阻器(0300 );F变阻器(0800
10、);G干电池(1.5 V,r0);H干电池(9 V,r0);I导线若干。该多用电表需设置0、1为量程01 mA的电流挡,0、3为量程03 V的电压挡,0、2为欧姆挡。该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。(1)量程01 mA的电流挡中电阻箱R1应该选择_,将其调节为_ 。(2)量程03 V的电压挡中电阻箱R4应该选择_,将其调节为_ 。(3)0、2的欧姆挡中变阻器R3应该选择_,电源应该选择_。(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某未知电阻,他首先进行了欧姆挡调零,然后将电阻接在0、2之间,发现电流表指针偏转如图乙所示,示数为_ A,由此可求得未知电阻为_ 。答案(1)B
11、25(2)C2980(3)FG(4)1201000解析(1)量程为01 mA的电流挡中电阻箱阻值为R1 25 ,则R1应该选择B,将其调节为25 ;此时电流表的总电阻为rg20 。(2)量程为03 V的电压挡中电阻箱阻值R4rg 20 2980 ,则R4应该选择C,将其调节为2980 。(3)R3最大为800 ,故电源电动势最大值为EmaxIg(rgR2R3max)1.82 V,所以0、2的欧姆挡中电源应该选择G;根据闭合电路欧姆定律,R内R3R2rg 1500 ,则R3480 ,即变阻器R3应该选择F。(4)电流表示数为120 A,此时电路中的电流为0.6 mA,根据EI(RxR内),由此可
12、求得未知电阻为RxR内 1500 1000 。6某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表,其电路图如图甲所示。其中电池的电动势E1.5 V,内阻可忽略不计;表头G量程Ig60 A,内阻Rg2 k,表头的表盘如图乙所示。(1)开关S1拨至“1 k”挡,将滑动变阻器R0滑片调到最左端。将红、黑表笔短接,此时表头的读数如图乙所示,该读数为_ A。由此可知,滑动变阻器R0的最大阻值为_ k(结果保留两位有效数字)。调节滑动变阻器R0的滑片位置,使电流表指针满偏。将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间,此时电表指针指向20 A处,则该被测电阻的阻值为_ k(结果保留两位有效数字)。根据上述原理,将表头的电流刻度改成
13、与之相对的电阻值刻度,即做成一个欧姆表。(2)图中R3的阻值为_ k(结果保留三位有效数字)。(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44 V,改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50 k,则该被测电阻的真实阻值是_ k;若测量结果的读数为25 ,则该被测电阻的真实阻值是_ 。(结果均保留两位有效数字)答案(1)492950(2)2.78(3)4824解析(1)将红、黑表笔短接,此时表头的读数为49 A。由此可知,滑动变阻器R0的最大阻值为R0Rg 2 k29 k;当电流表指针满偏时:Ig;当电表指针指向20 A 处时:Ig,联立解得Rx50 k。(2)由以上计算可知,当电表指针
14、指向20 A处时,此时欧姆表内阻R内两端电压为UGE0.5 V,当在“1 k”位置时,对应的待测电阻为50 k,可知当在“100”位置时,对应的待测电阻为Rx50100 5 k,此时Rx两端电压为UEUG1 V;则电流为I0.2 mA,此时通过R3的电流为I3IIG200 A20 A180 A,则R3 2.78 k。(3)若电池电动势为E1.5 V时,调零后:Ig;若电池电动势为E1.44 V时,调零后:Ig;当测量某电阻Rx时,则I;联立可得,当Rx测50 k时,代入解得Rx真48 k;当Rx测25 时,代入解得Rx真24 。7在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格为“3.
15、8 V0.3 A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮。(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。选择开关置于下列量程的_挡较为合适;A2.5 V B10 V C50 V D250 V测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是_。AA灯丝断开 BB灯丝断开Cd、e间连线断开 DB灯被短路(2)接着换用欧姆表的“1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零。测试前,一定要将电路中的开关S_;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_ ,此时测量的是_间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为_ ,它不等于测量值,原因是:_。答案(1)BA(2)断开6e、f12.7欧姆
16、表测量时灯泡未工作,灯泡温度低,电阻偏小解析(1)因电源为四节干电池,故电动势E6 V,则应选电压表的10 V量程挡较合适;因c、d间电压为5.8 V,而e、f间电压为零,故应为A灯丝断开,B灯丝良好。(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时,一定要将电路断开测量;由乙图读数知电阻阻值为6 ,应为灯泡B的阻值,即测量的为e、f间的电阻;由R得R12.7 ,该阻值与欧姆表测得的阻值相差较大,是因为欧姆表测得的电阻是灯泡未通电工作时的电阻,温度较低,电阻率偏小,阻值偏小。题组二高考真题8(2016上海高考)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中。(1)(多选题)用多用电表测电流或电阻的过程中()A在
17、测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零B在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零C在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测D在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡,其读数为_ V;若选择开关处于“10”挡,其读数为_200 (选填:“大于”“等于”或“小于”)。答案(1)AD(2)5.4小于解析(1)多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,B错误;在测量未知电阻时,若先选择倍率最大挡进行试测,当被测电阻较小时,电流有可能过大,所以
18、应从倍率较小的挡进行试测,若指针偏角过小,再换倍率较大的挡,C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行试测,避免电表烧坏,D正确。(2)若选择开关处于“10 V”挡,则电表的最小刻度为0.2 V,此时读数为5.4 V;若选择开关处于“10”挡,此时指针指示位置约指在“10”和“30”的中间位置,因为欧姆表的刻度特点是右边稀左边密,所以读数应该小于200 。9(2019全国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 k),滑动变阻器R1(最大
19、阻值1500 ),滑动变阻器R2(最大阻值500 ),电阻箱(099999.9 ),干电池(E1.5 V,r1.5 ),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为_ ;滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向_ k处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度
20、时,电阻箱旋钮位置如图c所示,则电阻箱接入的阻值为_ 。答案(1)如图所示900R1(2)455(3)035000.0解析(1)欧姆表内各元件串联,且红表笔接电源负极,黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻,即R内rR0RAR15 k,解得R900 。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 ,所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律,得Ia和Ib,代入数据解得Ra45 k,Rb5 k。(3)使用欧姆表测量电阻时,首先要进行电阻调零,此时应将红、黑表笔短接,调整滑动变阻器,使欧姆表指针指向0 k处。电阻箱的阻值为(0.1010100100010005100003) 35000.0
21、 。10(2018浙江高考)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正确的操作顺序是_(填字母)。A把选择开关旋转到交流电压最高挡B调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点C把红、黑表笔分别接在Rx两端,然后读数D把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触E把红、黑表笔分别插入多用电表“”、“”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指0(2)小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx_ 。(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法测量。现有实验器材如下:电源(电动势3 V,内阻可忽略),电压表(量程3 V,内阻约为3 k),多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和2
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