2021年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课件

实验：练习使用多用电表电表的改装电学创新实验考点29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20Ω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“Ω”挡的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)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________Ω。(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。指针定位螺丝电流×1欧姆调零旋钮电阻19.0解析使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻约为15Ω，测量20Ω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19.0Ω。解析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“220V100W”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“×1k”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BDC(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量值为________Ω。(3)乙同学发现该多用电表“直流50V”挡损坏了，但“直流10V”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1mA，则应用________kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡。12040解析(1)先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220V100W”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，电阻测量值为12×10Ω＝120Ω。(3)电阻R2两端电压为40V，电阻R2阻值为R2＝UIg＝40V1×10－3A＝4×104Ω＝40kΩ，则应用40kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡。解析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“×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。短接1(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所示。多用电表和电压表的读数分别为_______kΩ和________V。15.03.60(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“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ。12.09.0015.0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×1k倍率，因此多用电表读数为15.0kΩ。电压表的最小刻度是0.1V，需要估读到最小刻度的下一位，其读数为3.60V。(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12.0kΩ。(5)根据欧姆表中间刻度可以判断欧姆表的内阻为15.0kΩ，根据(4)中的数据可知，当测内阻是12kΩ的电压表时，电压表示数是4V，所以I＝URV＝13mA，可得E＝I(RV＋R内)＝9.00V。解析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。①测量时选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________Ω；②多用电表的红表笔应与二极管的________(填“正”或“负”)极相连。130负(2)用电压表和电流表的示数描绘该二极管加正向0～1.5V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0～1.5V，内阻约2000Ω)电压表V2(量程0～6V，内阻约4000Ω)电流表A1(量程0～0.6A，内阻约10Ω)电流表A2(量程0～40mA，内阻约0.1Ω)滑动变阻器R1(总电阻约为10Ω)滑动变阻器R2(总电阻约为100Ω)电源E(电动势2V，内阻不计)开关S，导线若干①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________、滑动变阻器________；(填写所选器材的符号)②在虚线方框中画出实验电路原理图；V1A2R1答案图见解析图1③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50Ω的定值电阻与该二极管串联，并与一电动势为2V、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。14.5解析(1)①表盘上的读数为13，再乘倍率，所以电阻为130Ω。②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)①待测二极管加正向0～1.5V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1.5V时，电流达到最大，接近40mA，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。解析②二极管电阻RxRARV，故采用电流表内接法，电路图如图1。③将50Ω的定值电阻与电源等效为一个电动势为2V、内阻为50Ω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14.5mA。解析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(0～200μA,100Ω)；B．电阻箱(0～999Ω)；C．电阻箱(0～9999Ω)；D．定值电阻R2(1kΩ)；E．变阻器(0～300Ω)；F．变阻器(0～800Ω)；G．干电池(1.5V，r＝0)；H．干电池(9V，r＝0)；I．导线若干。该多用电表需设置0、1为量程0～1mA的电流挡，0、3为量程0～3V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0～1mA的电流挡中电阻箱R1应该选择________，将其调节为________Ω。(2)量程0～3V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其调节为________Ω。(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________μA，由此可求得未知电阻为________Ω。B25C2980FG1201000解析(1)量程为0～1mA的电流挡中电阻箱阻值为R1＝IgrgIg′－Ig＝200×1001000－200Ω＝25Ω，则R1应该选择B，将其调节为25Ω；此时电流表的总电阻为rg′＝20Ω。(2)量程为0～3V的电压挡中电阻箱阻值R4＝UIg′－rg′＝310－3Ω－20Ω＝2980Ω，则R4应该选择C，将其调节为2980Ω。解析(3)R3最大为800Ω，故电源电动势最大值为Emax＝Ig′(rg′＋R2＋R3max)＝1.82V，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＝R3＋R2＋rg′＝EIg′＝1.510－3Ω＝1500Ω，则R3＝480Ω，即变阻器R3应该选择F。(4)电流表示数为120μA，此时电路中的电流为0.6mA，根据E＝I(Rx＋R内)，由此可求得未知电阻为Rx＝EI－R内＝1.50.6×10－3Ω－1500Ω＝1000Ω。解析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E＝1.5V，内阻可忽略不计；表头G量程Ig＝60μA，内阻Rg＝2kΩ，表头的表盘如图乙所示。(1)①开关S1拨至“×1k”挡，将滑动变阻器R0滑片调到最左端。②将红、黑表笔短接，此时表头的读数如图乙所示，该读数为________μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为________kΩ(结果保留两位有效数字)。③调节滑动变阻器R0的滑片位置，使电流表指针满偏。④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20μA处，则该被测电阻的阻值为________kΩ(结果保留两位有效数字)。⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度，即做成一个欧姆表。492950(2)图中R3的阻值为________kΩ(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1.44V，改装后的欧姆表仍可以调零。若某次测量结果的读数为50kΩ，则该被测电阻的真实阻值是________kΩ；若测量结果的读数为25Ω，则该被测电阻的真实阻值是________Ω。(结果均保留两位有效数字)2.784824解析(1)②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为49μA。由此可知，滑动变阻器R0的最大阻值为R0＝EI－Rg＝1.549×10－6Ω－2kΩ≈29kΩ；④当电流表指针满偏时：Ig＝ER内；当电表指针指向20μA处时：13Ig＝ER内＋Rx，联立解得Rx＝50kΩ。解析(2)由以上计算可知，当电表指针指向20μA处时，此时欧姆表内阻R内两端电压为UG＝13E＝0.5V，当在“×1k”位置时，对应的待测电阻为50kΩ，可知当在“×100”位置时，对应的待测电阻为Rx′＝50×100Ω＝5kΩ，此时Rx′两端电压为U＝E－UG＝1V；则电流为I＝URx′＝1V5kΩ＝0.2mA，此时通过R3的电流为I3＝I－IG＝200μA－20μA＝180μA，则R3＝UGI3＝0.5180×10－6Ω≈2.78kΩ。解析(3)若电池电动势为E＝1.5V时，调零后：Ig＝ER内；若电池电动势为E′＝1.44V时，调零后：Ig＝E′R内′；当测量某电阻Rx时，则I＝ER内＋Rx测＝E′R内′＋Rx真；联立可得Rx测E＝Rx真E′，当Rx测＝50kΩ时，代入解得Rx真＝48kΩ；当Rx测＝25Ω时，代入解得Rx真＝24Ω。解析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“3.8V0.3A”，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。①选择开关置于下列量程的________挡较为合适；A．2.5VB．10VC．50VD．250V②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是________。A．A灯丝断开B．B灯丝断开C．d、e间连线断开D．B灯被短路BA(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零。①测试前，一定要将电路中的开关S________；②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___Ω，此时测量的是________间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原