-1-实验十一练习使用多用电表1.(2020·南开区模拟)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,分别为: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___________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接;(2)关于R6的使用,下列说法正确的是___________;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)根据题目给出的条件可得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___________。(注明单位)【解析】(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,红表笔与内置电源负极相连,由图示电路图可知,A端与黑表笔相连;(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流挡时也不需要进行调节,故B正确,A、C错误;-2-(3)直流电流挡分为1mA和2.5mA,由图可知,当接2时应为1mA;根据串并联电路规律可知,R1+R2==Ω=160Ω;总电阻R总=Ω=120Ω;接4时,为电压挡,因串入的电阻较小,故应为量程1V的电压表;此时电流计与R1、R2并联后再与R4串联,即改装后的1mA电流表与R4串联再改装后成电压表;根据串联电路规律可知,R4=Ω=880Ω;(4)当B端与“1”连接时,为直流电流2.5mA挡,则多用电表读数为1.47mA;当B端与“3”连接时,为欧姆×100Ω挡,则读数为11.0×100Ω=1.10×103Ω;当B端与“5”连接时为直流电压5V挡,则读数为2.95V。答案:(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10×103Ω2.95V2.图甲是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的电路图。使用的器材有:A.多用电表;B.电压表:量程5V,内阻十几千欧;C.滑动变阻器:最大阻值5kΩ;D.导线若干。实验进行了如下操作:(1)将多用电表挡位调到电阻“×1kΩ”挡,再将红表笔和黑表笔___________,调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0Ω”。-3-(2)将图甲中多用电表的红表笔和___________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。(3)多用电表的示数如图乙所示,读数为___________Ω。(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个电池、一个满偏电流Ig=0.6mA的电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图丙所示。实验中一同学先调节甲图中滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,用欧姆挡正确测量时,多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V,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。(5)该欧姆表用久后,电池因老化造成其电动势减小、内阻增大,但该欧姆表仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值___________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。【解析】(1)每次换挡时均要进行欧姆调零;方法是将红黑表笔短接,调接欧姆旋钮使指针指到右侧零刻度处;(2)红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电压表正接线柱流入,故红表笔接触1,黑表笔接2;(3)欧姆表读数=倍率×表盘读数=1000×15.0Ω=15000Ω;(4)欧姆表的中值电阻等于内电阻,故欧姆表1k挡位的内电阻为15.0kΩ;根据闭合电路欧姆定律,电动势为:E=U+·r=4V+×15000V=9V;(5)红黑表笔短接时,示数为零(实际为满偏电流),电池电动势减小,必须减小欧姆挡内阻才能达到满偏,而半偏时待测阻值等于欧姆挡内阻,但刻度值仍为电动势减小前的内阻值,所以测量值偏大。答案:(1)短接(2)1(3)15000(4)9(5)大于3.(2019·重庆模拟)如图甲为一黑箱装置,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端。-4-(1)为了探测黑箱,小明进行了以下几步测量:A.用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压。你认为以上测量中哪项不妥?___________(填序号),理由是:_____。(2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极),小明想测定这个等效电源的电动势和内阻,设计了如图乙所示的测量电路,此电路同时能测出电阻R0的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了三个电表的一系列示数,如下面两个表格所示:表格一电压表示数/V2.001.511.000.50电流表示数/A0.100.200.300.40表格二电压表示数/V2.111.711.300.89电流表示数/A0.100.200.300.40①在图丙所示坐标纸中已经作出电源的U-I图象,请在图丙中作出R0的U-I图象。-5-②根据作出的图象可以求出定值电阻R0=_________Ω,电源电动势E=______V,内电阻r=___________Ω。③若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0值___________实际值;测得的电源电动势E的值___________实际值,内阻r的测量值___________实际值。(均选填“大于”“等于”或“小于”)【解析】(1)因为多用电表的欧姆表有内在电源,故多用电表不能测量含有电源电路的电阻,故选A;(2)①如图所示:②通过R0的U-I图象,可得R0==Ω=1Ω根据电源的U-I图象的物理意义,知图象在U轴的截距表示电动势,有E=2.5V,图象的斜率表示电源的内阻,有r=Ω=4Ω③由实验原理图可知,通过R0的电流大于电流表示数,故测得的定值电阻R0值大于实际值;实验中的短路电流不变,由于电压表分流,干路电流大于电流表示数,故电源的U-I图象的斜率偏小,在U轴的截距偏小,即测得的电源电动势E的值小于实际值,内阻的测量值小于实际值。答案:(1)A多用电表不能测量含有电源电路的电阻(2)①见解析图②12.54③大于小于小于4.一种家用双温双控电热毯,最大功率为120W,它有两组相同的电热丝,分别由温控开关独立控制,可根据需要选择挡位“加热”“除湿”或“关”。(1)“除湿”功率只有“加热”功率的一半,不考虑温度对电阻的影响,则在“除湿”状态下,电热丝两端的电压为___________V。(结果取三位有效数字)-6-(2)假设“除湿”是通过连接一个二极管实现的,请在图甲中将二极管(电路符号为)连入电路(3)现用多用电表的欧姆挡测量其中一组电热丝的电阻。(ⅰ)主要步骤如下:①将选择开关拨至“×10Ω”挡,接着红黑表笔_________,进行电阻调零。②将被测的一组电热丝的开关推至挡位___________,另一组的开关推至挡位___________。③将两个表头分别与电热毯插头的两个金属片接触,表盘指针偏转如图乙所示。测得这组电热丝的电阻为___________Ω。(ⅱ)测得的电热丝电阻与电热丝正常工作时的电阻有明显差异,主要原因是温度升高电热丝的电阻率________________________________。【解析】(1)设电阻丝的电阻为R,则在加热时,由电功率公式得:P=①在除湿时,由题意,得:P=②联立①②得:U=156V(2)电路图如图;(3)(ⅰ)①使用欧姆表时,变换选择开关,要进行欧姆调零,此时红黑表笔短接即可;-7-②在使用欧姆挡测电阻时,要保证待测电阻与电源以及其他元件断开,故一个开关推至加热,另一组的开关推至关;③由图知表盘刻度为18.0,又选择开关拨至“×10Ω”挡,故电热丝的电阻为180Ω;(ⅱ)电热丝正常工作时,有电流通过,温度要升高,进而使电阻丝的电阻率增大,导致两种情况下的电阻测量有明显差异。答案:(1)156(155~157均可)(2)如解析图所示(3)(ⅰ)①短接②加热关③180(ⅱ)增大