适用于新高考新教材备战2025届高考物理一轮总复习第10章电路及其应用第6讲实验用多用电表测量电学中的物理量

第6讲实验:用多用电表测量电学中的物理量1.电流表G1的量程为0~5mA,内阻为290Ω。把它改装成如图所示的一个多量程多用电表,电流和电压的测量都各有两个量程。当开关S接到1或2位置时为电流挡,其中小量程为0~10mA,大量程为0~100mA。(1)对于此多用电表,当开关S接到位置6时是挡;开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程(选填“大”或“小”)。

(2)开关S接位置(选填“1”或“2”)时是小量程的电流挡,图中电阻R2=Ω。

(3)已知图中的电源E'的电动势为9V,短接A、B表笔进行欧姆调零后,此欧姆挡的内阻为Ω。现用该挡测一未知电阻的阻值,指针偏转到电流表G1满刻度的35处,则该未知电阻的阻值为Ω。2.(2024广东深圳期末)电工师傅利用多用电表测量某电阻的阻值,多用电表的部分内部结构图及刻度盘如图所示。(1)若选择开关S置于“1”或“2”,则选择的是(选填“电流”或“电压”)挡,且置于(选填“1”或“2”)时对应的量程较大;

(2)将选择开关置于“3”或“4”,选择欧姆挡“×10”挡。在连入被测电阻前应先将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘(选填“左”或“右”)端零刻度线;

(3)对电阻进行测量时,若发现指针在位置①,应重新将选择开关置于(选填“×1”或“×100”)挡,正确操作后,指针指在位置②,则被测电阻的阻值为Ω。

3.某同学利用一个多用电表(表盘如图乙所示)测量一个内阻Rg约100Ω、满偏电流Ig=100mA的电流表的内阻,主要步骤如下:(1)欧姆挡的选择开关拨至倍率(选填“×1”“×10”或“×100”)挡,先将红、黑表笔短接调零后,将多用电表中“黑表笔”接到电流表(选填“+”或“-”)接线柱上,“红表笔”接另一个接线柱;

甲乙丙(2)多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示,该同学读出欧姆表的读数为Ω,这时电流表的读数为mA;

(3)测量结束后,将选择开关拨到OFF挡;(4)通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为V。

4.(2024广东湛江模拟)某实验小组欲制作一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,使用的实验器材如下:A.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=180Ω);B.定值电阻R0=2Ω;C.定值电阻R1=18Ω;D.滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω);E.电源(电动势为9V,不计内阻);F.单刀双掷开关S;G.红、黑表笔及导线若干。其内部结构如图所示,回答下列问题:(1)图中A接(选填“红”或“黑”)表笔;

(2)将单刀双掷开关S与1接通时,欧姆表的挡位为(选填“×1”或“×10”)挡;

(3)现用该欧姆表测量一未知电阻Rx,选用“×10”挡位并欧姆调零后,将电阻Rx接在A、B之间,发现电流表几乎满偏,断开电路并将“×10”挡位换成“×1”挡位,再次欧姆调零时,滑动变阻器R2的滑片(选填“向上”或“向下”)滑动,使电流表满偏,再次将电阻Rx接在A、B之间,稳定后电流表G的指针对准刻度盘上的0.6mA处,则未知电阻Rx=Ω。

5.(2024辽宁葫芦岛模拟)某学习小组利用电压表V(量程为0~15V)、电源E和电位器R(相当于阻值较大的滑动变阻器),改装成一个能够测量电阻的欧姆表。实验原理图如图甲所示,主要实验步骤如下,请完成有关内容。甲乙(1)按照实验原理图连接电路,先把电位器R的滑片P调到(选填“a”或“b”)端,将红、黑表笔短接,调节滑片P使电压表满偏;

(2)保持电位器R的滑片P不动,在红、黑表笔间接入电阻箱,调节电阻箱的阻值,当电压表半偏时,电阻箱的示数如图乙所示,读出电阻箱的阻值R0=Ω;

(3)在红、黑表笔间接入待测电阻,若电压表的示数为U,已知电压表的满偏电压为Um,把电压表的示数标为待测电阻的阻值Rx,换算公式是Rx=(用Um、U和R0表示)。

6.(2024广东广州一模)某双量程电流表内部各元件的连接图如图甲所示。甲丙乙(1)该电流表“0~3A”量程的内阻(选填“大于”或“小于”)0.22Ω;

(2)某同学用多用电表的欧姆挡检测该电流表,选择“×10”欧姆挡,欧姆调零后将红、黑表笔分别接到电流表的“-”“0.6A”接线柱,指针示数如图乙所示,示数为Ω,保持黑表笔不动,将红表笔从“-”接线柱移到“3A”接线柱,示数几乎与图乙相同,由此可知电流表内部阻值为0.88Ω的电阻发生(选填“断路”或“短路”)故障。

(3)由于0.88Ω的故障电阻阻值较小,该同学设想用如图丙所示的电路测得一段阻值为4.40Ω的电阻丝,再将它分成等长的5段,用其中一段代替。实验时移动小金属夹P到电阻丝的某位置时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和1.30V,接下来应将P向(选填“左”或“右”)移动。

(4)用电阻丝代替故障电阻后,若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值,则会导致用该电流表“0~0.6A”量程测电流时的测量值(选填“偏大”或“偏小”)。

参考答案第6讲实验:用多用电表测量电学中的物理量1.答案(1)电压小(2)2261(3)900600解析(1)当开关S接到位置6时,电流表与电阻R3、R4串联,电阻R3、R4起到分压作用,电表为电压表;开关S接到位置5时与接到位置6时相比,接到6时串联的电阻大,分压作用也大,电压表的量程也更大,因此开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程小。(2)当开关S接到位置2时,并联的电阻大,分流小,其电流表的量程小,因此开关S接位置2时是小量程的电流挡;设开关S接1时的最大电流为I1,接2时最大电流为I2,由题意可知,当开关接到1时,有Ig(r+R2)=(I1-Ig)R1,当开关接到2时,有Igr=(I2-Ig)(R1+R2),代入数据解得R2=261Ω。(3)由上述分析可知,当开关S接到位置4时,电路中的满偏电流Im=10mA,根据闭合电路欧姆定律可得R内=E'Im=910×10-3Ω=900Ω,由指针偏转到电流表G1满刻度的35处可得2.答案(1)电流1(2)右(3)×1001100解析(1)若选择开关S置于“1”或“2”时为表头与电阻并联,是电流挡。开关连接“1”时分流电阻较小,根据并联电路特征可知此时总电流更大,故而量程较大。(2)欧姆表测量电阻前要进行欧姆调零,应调节欧姆调零旋钮使指针指向表盘右端零刻度线位置,即欧姆挡的零刻度线处。(3)指针在位置①时,偏角过小,欧姆挡读数过大,此处刻度线较密导致读数误差较大,应换高倍率以增大偏角,使指针指在中值附近,故应选“×100”挡。正确操作后,指针指在位置②,刻度值为11,欧姆挡倍率为“×100”,故被测电阻的阻值为1100Ω。3.答案(1)×10+(2)12040(4)10.8解析(1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时,测量值较为准确,故选择“×10”挡较好;多用电表的黑表笔与内部电源正极连接,与外电路形成闭合回路后,电流从黑表笔流出,红表笔流进,而电流表接入电路要注意“+”进“-”出,故应使黑表笔接到电流表“+”接线柱。(2)欧姆表读数等于表盘刻度值×倍率,即欧姆表的读数为120Ω;电流表的量程为0~100mA,分度值为2mA,则示数为40mA。(4)由题图乙可知表盘中间刻度为15,又选择倍率为“×10”挡,所以此时多用电表的中值电阻为150Ω,根据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)根据电流方向“红进黑出”,可知A接黑表笔。(2)开关接1时,R0与R1串联后和电流表并联,三者总电阻为R=(R开关接2时,R1与电流表串联后和R0并联,三者总电阻为R'=(R欧姆表的倍率大的挡位内阻大,所以将单刀双掷开关S与1接通时,欧姆表的挡位为“×10”。(3)由“×10”挡位换成“×1”挡位,再次欧姆调零时,即增大电流表中的电流,应减小滑动变阻器R2接入电路中的阻值,滑片向下滑动,使电流表满偏。把挡位调到“×1”,将两表笔短接欧姆调零后,设欧姆表的内阻为R内,根据电路图可知,此时电流表满偏,电路的干路电流为Ig+I1,根据欧姆定律得I1=Ig(R根据闭合电路欧姆定律得Ig+I1=E解得R内=EI91把两表笔与待测电阻相接时,干路电流为I2+I3=0.6mA+I3则I3=I20.6×根据闭合电路欧姆定律得I2+I3=ER内+Rx=(0.6+59.4)×10解得Rx=E6×10-5.答案(1)a(2)7968(3)UmU解析(1)先把电位器R的滑片P调到接入电路电阻的最大值,即a端。(2)电阻箱的示数如图乙所示,可知电阻箱的阻值为R0=7968Ω。(3)由题意可知,电压表的电阻值与电位器接入电路的电阻值之和等于R0,则有UUm=IIm=R0R0+Rx,6.答案(1)小于(2)140断路(3)右(4)偏小解析(1)电流表接“0~3A”的量程时,根据并联电路的总电阻小于分支电阻,由图甲可知此时电流表的内阻为电路的总电阻,小于分支的电阻0.22Ω。(2)欧姆表表盘10~15之间有5格,每小格代表1,据读数规则,且倍率为“×10”,故读数为14×10Ω=140Ω。根据欧姆表电流流向“红进黑出”,由图甲可知,140Ω为接线柱中间两电阻10Ω与130Ω之和,说明此时10Ω、130Ω两电阻并未与0.22Ω、0.88Ω两电阻并联;保持黑表笔不动,将红表笔从“-”接线柱移到“3A”接线柱,示数几乎与图乙相同,说明更换接线柱后,电流表总电阻的阻值几乎未发生变化,故电流表内部10Ω、130Ω电阻与0.22Ω电阻串联,若短路则欧姆表示数应为0,则阻值为0.88Ω的电阻发生断路。(3)当电表示数U=1.30V,I=0.50A