精校word版届高考物理一轮总复习第八章实验十一练习使用多用电表.docx

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精校word版届高考物理一轮总复习第八章实验十一练习使用多用电表

2020高考物理一轮总复习

实验十一　练习使用多用电表

◆注意事项

1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．

2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．

3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．

4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．

5．由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．

6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．

7．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．

8．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．

9．在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管．

◆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，要注意其左密右疏的特点．

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．

热点一　多用电表的原理及使用

[典例赏析]

[典例1]　（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G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）

[解析]　

（1）与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔．

（2）R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，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．

（3）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以

R1＋R2＝

＝160Ω；

换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻

r＝

＝120Ω，新表头的量程是1mA，所以R4＝

－r＝

Ω－120Ω＝880Ω

（4）某次测量时该多用电表指针位置如题图（b）所示．若此时B端是与“1”连接的，此时多用表是量程为2.5mA的电流表，则多用电表读数为1.47mA；若此时B端是与“3”连接的，此时多用表是欧姆×100Ω挡，则读数为1.10×103Ω；若此时B端是与“5”连接的，量程为5V电压表，则读数为2.95V.

[答案]　

（1）黑　

（2）B　（3）160　880　（4）1.47mA　1.10×103Ω　2.95V

　多用电表的读数技巧

1．欧姆表的读数

（1）选用“×1Ω”倍率时，要估读到下一位，其余情况都不用估读．

（2）电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．

2．测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.2、5、0.5时，不用估读到下一位．

[题组巩固]

1．（2019·绍兴模拟）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.

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）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如题图乙所示的H位置．

（3）根据电表指针可知，插座的电压为U＝200V.

答案：

（1）B　

（2）H　（3）200

2．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：

（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图（a）所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为　________　；若选择开关拨至“50mA”挡，则测量结果为　________　.

（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）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（c）所示，则该图象的函数关系式为________________________________________________________________．

（3）下列根据图（c）中I－Rx图线做出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大右小

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＝Ig

C．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

D．测量中，当Rx的阻值为图（c）中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧

解析：

（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图（a）所示，若选择开关拨至“×1”挡，按照最上面刻度读数，则测量的结果为18.0×1Ω＝18.0Ω；若选择开关拨至“50mA”挡，按照中间刻度读数，则测量结果为23.0mA.

（2）由闭合电路欧姆定律，得I＝

.

（3）因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的刻度是不均匀的．欧姆表的示数左大右小是因为电流随待测电阻阻值的增大而减小，选项A错误．

答案：

（1）18.0Ω　23.0mA　

（2）I＝

　（3）BCD

热点二　用多用电表判断电路故障

[典例赏析]

[典例2]　某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．

（1）断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为　________　V，说明　________　正常（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

（2）红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是　_______　（选填：

蓄电池、保险丝、开关、小灯）．

[解析]　

（1）多用电表调至50V量程，接ac两点测量的是电源两端的电压，读数为11.5V，可见蓄电池完好．

（2）断开开关，电压表指针不偏转，表明电压表被断路，开关闭合后，读数不变，表明蓄电池、保险丝、开关和多用表能组成完好回路，开关和保险丝无问题，发生故障的是小灯，小灯断路．

[答案]　

（1）11.5（11.2～11.8之间的值均可）　蓄电池　

（2）小灯

　使用多用电表检测故障的两点注意事项

1．多用电表中的电压挡的量程应大于电源电动势．

2．使用多用电表判断电路故障时，应采用“试触法”防止损坏电表．

[题组巩固]

3．在测定金属丝电阻率的实验中，某同学连接如图所示．闭合开关后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

（1）若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是　________　（填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”）．

（2）若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至　________　挡（填“欧姆×100”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”），再将　________　（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱．把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是　________　、　________　、　________　.

解析：

（1）电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而是待测金属丝断路．

（2）判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入，因而红表笔应与a接线柱相连．当只有滑动变阻器断路时，若黑表笔接b，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，若黑表笔接c或d，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势E.

答案：

（1）待测金属丝　

（2）直流电压10V　红　0　E　E

4．

（1）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S　________　（选填“闭合”或“断开”）

（2）若

（1）中同学检查结果如下表所示，由此可以确定　________　.

测试点

b、f

b、e

b、d

d、e

多用电表示数

无穷大

无穷大

500Ω

无穷大

A.灯A断路　　　　　B．灯B断路

C．灯A、B都断路D．d、e间导线断路

解析：

（1）用欧姆挡检查电路需将电路断开．

（2）b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．

答案：

（1）断开　

（2）D

热点三　用多用电表探索黑箱内的电学元件

[典例赏析]

[典例3]　如图甲所示为一黑箱装置，黑箱内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，a端连接黑箱内电池的正极．

（1）为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻．

②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压．

③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流．

你认为以上测量中不妥的有　__________　　（填序号），理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

（2）若他用多用电表测其电阻，已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位，发现指针的偏转角度太大．这时他应将选择开关换成欧姆挡的“　________　”挡位（选填“×100”或“×1”）；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则a，b间的电阻为　________　Ω.

（3）黑箱内的电路可看成一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极，为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图丙所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U－I坐标系，根据实验数据画出了坐标点，如图丁所示．请你做进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E＝　________　V，内阻r＝　________　Ω.

[解析]　

（1）①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻；③用电流挡直接测量可能会造成电源短路．

（2）多用电表用欧姆挡测量时，如果指针偏转角度太大，说明所测电阻的阻值小，应当选用小量程进行测量；图中所示读数为12Ω.

（3）如图所示，作出伏安特性曲线，图线与“U”轴的交点表示电源的电动势E，约为1.45V；图线的斜率表示等效电源的内阻，取纵坐标为1.45V和1.15V的两个点，则r＝

＝

＝0.75Ω.

[答案]　

（1）①③　理由见解析　

（2）×1　12

（3）1.45（±0.02）　0.75（±0.03）

[题组巩固]

5．在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω.

（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；

（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为　________　Ω.

解析：

（1）根据已知1、2间电阻为1Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如下：

（2）若将1、3用导线连接起来，则等效电路图为：

故R12＝

Ω＝0.6Ω.

答案：

（1）见解析　

（2）0.6

6．如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的　______　（选填“A”、“B”或“C”）．

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应　________　（选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况．

（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示．

请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路．

两表笔接的接点

多用电表的示数

a、b

　________　Ω

a、c

10.0Ω

b、c

15.0Ω

解析：

（1）多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.

（2）使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表．

（3）黑箱中无电源且每对接点间正、反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0Ω，由a、b间电阻为5Ω，a、c间为10Ω，b、c间为15Ω知，电路为a、b间5Ω的电阻与a、c间10Ω电阻串联而成，电路图如图所示．

答案：

（1）A　

（2）短暂　（3）5.0　图见解析

热点四　拓展创新实验

[核心提炼]

创新点分析

通过研究近几年的高考题可以看出，对多用电表的读数和使用考查频率较大，有时也会考查多用电表的构造和原理、多用电表内阻的测量等．

命题

视角

视角1　考查多用电表的读数

视角2　考查多用电表的使用

视角3　考查多用电表的原理

视角4　测量多用电表的内电阻

视角5　用多用电表探测黑箱内的电学元件

[典例赏析]

[典例4]　小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：

（1）小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是　________　.

A．阻值一直为0

B．阻值先不变，后阶段变小

C．阻值恒定且远大于R2

D．阻值先不变，后阶段变大

（2）根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i－u图线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其i－u图线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的　________　极（填“正”或“负”）．

（3）小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框端是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9V，电表满偏电流Ig＝3mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为　________　Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为　________　Ω.

[解析]　

（1）因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6V不变，则知元件阻值先不变，后阶段变小，故B正确．

（2）结合第

（1）问中所给条件，可知D元件黑色端为负极．

（3）由R总＝

，解得R总＝3000Ω；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U＝6V，而U＝

，解得RD＝6000Ω.

[答案]　

（1）B　

（2）负　（3）3000（或3×103）　6000（或6×103）

[跟踪训练]

7．如图甲所示，数字多用电表是近来发展起来的高科技电子产品，它具有测量精度高、读数方便等许多独特的优点．以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所有量程内阻高达10MΩ以上，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧．

现有一块型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻．提供的其他测量器材还有：

一只滑动变阻器R（0～30Ω），两只开关，导线若干．

实验要求：

利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行．首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻．现按图乙连接好测量电路．

操作步骤：

（1）将数字多用电表选择开关置于　________　挡，选择合适的量程，断开开关　________　，闭合开关　________　，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a.

（2）将数字多用电表选择开关置于　________　挡，选择合适的量程，断开开关　________　，闭合开关　________　，记录表的示数，记为b，紧接着进行以下的操作：

将选择开关置于　________　挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关S1和S2，记录表的示数并记作c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据．

（3）　________　即为干电池的电动势．（填“a”“b”或“c”）

（4）干电池的内电阻的表达式r＝　________　（用a、b、c表示），将步骤

（2）测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻．

解析：

（1）为了测电源的电动势，需将选择开关置于电压挡，断开开关S1，闭合开关S2，此时电表示数为电源的电动势E，即E＝a.

（2）测量外电阻需要将电路断开测量，故断开S2，选择开关应置于欧姆挡，闭合S1，此时电表示数为变阻器接入电路的阻值R，即R＝b；为测电源的路端电压，选择开关应置于电压挡，此时电表示数即为电源的路端电压U，U＝c.

（3）由

（1）知a即为干电池的电动势．

（4）由闭合电路欧姆定律E＝U＋

r，即a＝c＋

r，得r＝

.

答案：

（1）电压　S1　S2　

（2）欧姆　S2　S1　电压

（3）a　（4）