適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第10章電路及其應(yīng)用第6講實(shí)驗(yàn)用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量

第6講實(shí)驗(yàn):用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量1.電流表G1的量程為0~5mA,內(nèi)阻為290Ω。把它改裝成如圖所示的一個(gè)多量程多用電表,電流和電壓的測(cè)量都各有兩個(gè)量程。當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時(shí)為電流擋,其中小量程為0~10mA,大量程為0~100mA。(1)對(duì)于此多用電表,當(dāng)開關(guān)S接到位置6時(shí)是擋;開關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程(選填“大”或“小”)。

(2)開關(guān)S接位置(選填“1”或“2”)時(shí)是小量程的電流擋,圖中電阻R2=Ω。

(3)已知圖中的電源E'的電動(dòng)勢(shì)為9V,短接A、B表筆進(jìn)行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋的內(nèi)阻為Ω?，F(xiàn)用該擋測(cè)一未知電阻的阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的35處,則該未知電阻的阻值為Ω。2.(2024廣東深圳期末)電工師傅利用多用電表測(cè)量某電阻的阻值,多用電表的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及刻度盤如圖所示。(1)若選擇開關(guān)S置于“1”或“2”,則選擇的是(選填“電流”或“電壓”)擋,且置于(選填“1”或“2”)時(shí)對(duì)應(yīng)的量程較大;

(2)將選擇開關(guān)置于“3”或“4”,選擇歐姆擋“×10”擋。在連入被測(cè)電阻前應(yīng)先將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向表盤(選填“左”或“右”)端零刻度線;

(3)對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí),若發(fā)現(xiàn)指針在位置①,應(yīng)重新將選擇開關(guān)置于(選填“×1”或“×100”)擋,正確操作后,指針指在位置②,則被測(cè)電阻的阻值為Ω。

3.某同學(xué)利用一個(gè)多用電表(表盤如圖乙所示)測(cè)量一個(gè)內(nèi)阻Rg約100Ω、滿偏電流Ig=100mA的電流表的內(nèi)阻,主要步驟如下:(1)歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率(選填“×1”“×10”或“×100”)擋,先將紅、黑表筆短接調(diào)零后,將多用電表中“黑表筆”接到電流表(選填“+”或“-”)接線柱上,“紅表筆”接另一個(gè)接線柱;

甲乙丙(2)多用電表表盤中的指針和電流表表盤指針?biāo)肝恢萌鐖D乙、丙所示,該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為Ω,這時(shí)電流表的讀數(shù)為mA;

(3)測(cè)量結(jié)束后,將選擇開關(guān)撥到OFF擋;(4)通過進(jìn)一步分析還可得到多用電表內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)為V。

4.(2024廣東湛江模擬)某實(shí)驗(yàn)小組欲制作一個(gè)兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表,使用的實(shí)驗(yàn)器材如下:A.電流表G(滿偏電流Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=180Ω);B.定值電阻R0=2Ω;C.定值電阻R1=18Ω;D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為1000Ω);E.電源(電動(dòng)勢(shì)為9V,不計(jì)內(nèi)阻);F.單刀雙擲開關(guān)S;G.紅、黑表筆及導(dǎo)線若干。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,回答下列問題:(1)圖中A接(選填“紅”或“黑”)表筆;

(2)將單刀雙擲開關(guān)S與1接通時(shí),歐姆表的擋位為(選填“×1”或“×10”)擋;

(3)現(xiàn)用該歐姆表測(cè)量一未知電阻Rx,選用“×10”擋位并歐姆調(diào)零后,將電阻Rx接在A、B之間,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎滿偏,斷開電路并將“×10”擋位換成“×1”擋位,再次歐姆調(diào)零時(shí),滑動(dòng)變阻器R2的滑片(選填“向上”或“向下”)滑動(dòng),使電流表滿偏,再次將電阻Rx接在A、B之間,穩(wěn)定后電流表G的指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上的0.6mA處,則未知電阻Rx=Ω。

5.(2024遼寧葫蘆島模擬)某學(xué)習(xí)小組利用電壓表V(量程為0~15V)、電源E和電位器R(相當(dāng)于阻值較大的滑動(dòng)變阻器),改裝成一個(gè)能夠測(cè)量電阻的歐姆表。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容。甲乙(1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖連接電路,先把電位器R的滑片P調(diào)到(選填“a”或“b”)端,將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑片P使電壓表滿偏;

(2)保持電位器R的滑片P不動(dòng),在紅、黑表筆間接入電阻箱,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)電壓表半偏時(shí),電阻箱的示數(shù)如圖乙所示,讀出電阻箱的阻值R0=Ω;

(3)在紅、黑表筆間接入待測(cè)電阻,若電壓表的示數(shù)為U,已知電壓表的滿偏電壓為Um,把電壓表的示數(shù)標(biāo)為待測(cè)電阻的阻值Rx,換算公式是Rx=(用Um、U和R0表示)。

6.(2024廣東廣州一模)某雙量程電流表內(nèi)部各元件的連接圖如圖甲所示。甲丙乙(1)該電流表“0~3A”量程的內(nèi)阻(選填“大于”或“小于”)0.22Ω;

(2)某同學(xué)用多用電表的歐姆擋檢測(cè)該電流表,選擇“×10”歐姆擋,歐姆調(diào)零后將紅、黑表筆分別接到電流表的“-”“0.6A”接線柱,指針示數(shù)如圖乙所示,示數(shù)為Ω,保持黑表筆不動(dòng),將紅表筆從“-”接線柱移到“3A”接線柱,示數(shù)幾乎與圖乙相同,由此可知電流表內(nèi)部阻值為0.88Ω的電阻發(fā)生(選填“斷路”或“短路”)故障。

(3)由于0.88Ω的故障電阻阻值較小,該同學(xué)設(shè)想用如圖丙所示的電路測(cè)得一段阻值為4.40Ω的電阻絲,再將它分成等長的5段,用其中一段代替。實(shí)驗(yàn)時(shí)移動(dòng)小金屬夾P到電阻絲的某位置時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和1.30V,接下來應(yīng)將P向(選填“左”或“右”)移動(dòng)。

(4)用電阻絲代替故障電阻后,若電阻絲實(shí)際接入電路的阻值略小于標(biāo)準(zhǔn)值,則會(huì)導(dǎo)致用該電流表“0~0.6A”量程測(cè)電流時(shí)的測(cè)量值(選填“偏大”或“偏小”)。

參考答案第6講實(shí)驗(yàn):用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量1.答案(1)電壓小(2)2261(3)900600解析(1)當(dāng)開關(guān)S接到位置6時(shí),電流表與電阻R3、R4串聯(lián),電阻R3、R4起到分壓作用,電表為電壓表;開關(guān)S接到位置5時(shí)與接到位置6時(shí)相比,接到6時(shí)串聯(lián)的電阻大,分壓作用也大,電壓表的量程也更大,因此開關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程小。(2)當(dāng)開關(guān)S接到位置2時(shí),并聯(lián)的電阻大,分流小,其電流表的量程小,因此開關(guān)S接位置2時(shí)是小量程的電流擋;設(shè)開關(guān)S接1時(shí)的最大電流為I1,接2時(shí)最大電流為I2,由題意可知,當(dāng)開關(guān)接到1時(shí),有Ig(r+R2)=(I1-Ig)R1,當(dāng)開關(guān)接到2時(shí),有Igr=(I2-Ig)(R1+R2),代入數(shù)據(jù)解得R2=261Ω。(3)由上述分析可知,當(dāng)開關(guān)S接到位置4時(shí),電路中的滿偏電流Im=10mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得R內(nèi)=E'Im=910×10-3Ω=900Ω,由指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的35處可得2.答案(1)電流1(2)右(3)×1001100解析(1)若選擇開關(guān)S置于“1”或“2”時(shí)為表頭與電阻并聯(lián),是電流擋。開關(guān)連接“1”時(shí)分流電阻較小,根據(jù)并聯(lián)電路特征可知此時(shí)總電流更大,故而量程較大。(2)歐姆表測(cè)量電阻前要進(jìn)行歐姆調(diào)零,應(yīng)調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向表盤右端零刻度線位置,即歐姆擋的零刻度線處。(3)指針在位置①時(shí),偏角過小,歐姆擋讀數(shù)過大,此處刻度線較密導(dǎo)致讀數(shù)誤差較大,應(yīng)換高倍率以增大偏角,使指針指在中值附近,故應(yīng)選“×100”擋。正確操作后,指針指在位置②,刻度值為11,歐姆擋倍率為“×100”,故被測(cè)電阻的阻值為1100Ω。3.答案(1)×10+(2)12040(4)10.8解析(1)當(dāng)歐姆表的指針指在中間位置附近時(shí),測(cè)量值較為準(zhǔn)確,故選擇“×10”擋較好;多用電表的黑表筆與內(nèi)部電源正極連接,與外電路形成閉合回路后,電流從黑表筆流出,紅表筆流進(jìn),而電流表接入電路要注意“+”進(jìn)“-”出,故應(yīng)使黑表筆接到電流表“+”接線柱。(2)歐姆表讀數(shù)等于表盤刻度值×倍率,即歐姆表的讀數(shù)為120Ω;電流表的量程為0~100mA,分度值為2mA,則示數(shù)為40mA。(4)由題圖乙可知表盤中間刻度為15,又選擇倍率為“×10”擋,所以此時(shí)多用電表的中值電阻為150Ω,根據(jù)E=I(R+R中),得E=40×10-3×(120+150)V=10.8V。4.答案(1)黑(2)×10(3)向下60解析(1)根據(jù)電流方向“紅進(jìn)黑出”,可知A接黑表筆。(2)開關(guān)接1時(shí),R0與R1串聯(lián)后和電流表并聯(lián),三者總電阻為R=(R開關(guān)接2時(shí),R1與電流表串聯(lián)后和R0并聯(lián),三者總電阻為R'=(R歐姆表的倍率大的擋位內(nèi)阻大,所以將單刀雙擲開關(guān)S與1接通時(shí),歐姆表的擋位為“×10”。(3)由“×10”擋位換成“×1”擋位,再次歐姆調(diào)零時(shí),即增大電流表中的電流,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器R2接入電路中的阻值,滑片向下滑動(dòng),使電流表滿偏。把擋位調(diào)到“×1”,將兩表筆短接歐姆調(diào)零后,設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi),根據(jù)電路圖可知,此時(shí)電流表滿偏,電路的干路電流為Ig+I1,根據(jù)歐姆定律得I1=Ig(R根據(jù)閉合電路歐姆定律得Ig+I1=E解得R內(nèi)=EI91把兩表筆與待測(cè)電阻相接時(shí),干路電流為I2+I3=0.6mA+I3則I3=I20.6×根據(jù)閉合電路歐姆定律得I2+I3=ER內(nèi)+Rx=(0.6+59.4)×10解得Rx=E6×10-5.答案(1)a(2)7968(3)UmU解析(1)先把電位器R的滑片P調(diào)到接入電路電阻的最大值,即a端。(2)電阻箱的示數(shù)如圖乙所示,可知電阻箱的阻值為R0=7968Ω。(3)由題意可知,電壓表的電阻值與電位器接入電路的電阻值之和等于R0,則有UUm=IIm=R0R0+Rx,6.答案(1)小于(2)140斷路(3)右(4)偏小解析(1)電流表接“0~3A”的量程時(shí),根據(jù)并聯(lián)電路的總電阻小于分支電阻,由圖甲可知此時(shí)電流表的內(nèi)阻為電路的總電阻,小于分支的電阻0.22Ω。(2)歐姆表表盤10~15之間有5格,每小格代表1,據(jù)讀數(shù)規(guī)則,且倍率為“×10”,故讀數(shù)為14×10Ω=140Ω。根據(jù)歐姆表電流流向“紅進(jìn)黑出”,由圖甲可知,140Ω為接線柱中間兩電阻10Ω與130Ω之和,說明此時(shí)10Ω、130Ω兩電阻并未與0.22Ω、0.88Ω兩電阻并聯(lián);保持黑表筆不動(dòng),將紅表筆從“-”接線柱移到“3A”接線柱,示數(shù)幾乎與圖乙相同,說明更換接線柱后,電流表總電阻的阻值幾乎未發(fā)生變化,故電流表內(nèi)部10Ω、130Ω電阻與0.22Ω電阻串聯(lián),若短路則歐姆表示數(shù)應(yīng)為0,則阻值為0.88Ω的電阻發(fā)生斷路。(3)當(dāng)電表示數(shù)U=1.30V,I=0.50A