新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升練習(xí)專(zhuān)題54 用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量（原卷版）

專(zhuān)題54用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理目標(biāo)2新高考的改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理（一）歐姆表原理1.構(gòu)造:歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測(cè)電阻Rx。2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=ER3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx=0)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過(guò)程叫歐姆調(diào)零。(1)當(dāng)I=Ig時(shí),Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”。(圖甲)(2)當(dāng)I=0時(shí),Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”。(圖乙)(3)當(dāng)I=Ig2時(shí),Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,R（二）多用電表1.多用電表可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓、電阻等,并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程。2.外形如圖所示:上半部為表盤(pán),表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開(kāi)關(guān),它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。4.原理圖:（三）多用電表使用實(shí)驗(yàn)器材：多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：1.機(jī)械調(diào)零:多用電表的指針若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。3.測(cè)量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓擋,測(cè)小電珠兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流擋,測(cè)量通過(guò)小電珠的電流。4.用多用電表測(cè)電阻(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的零刻度,插入表筆。(2)選擇開(kāi)關(guān)置于“Ω”擋的×1擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開(kāi)表筆。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開(kāi)表筆,再與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(4)選擇開(kāi)關(guān)改置于×100擋,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開(kāi)表筆,與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(6)測(cè)量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5.研究二極管的單向?qū)щ娦?利用多用電表的歐姆擋測(cè)二極管兩個(gè)引線間的電阻,確定正負(fù)極。6.探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。判斷目的應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時(shí)均無(wú)示數(shù),說(shuō)明無(wú)電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時(shí)示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時(shí)示數(shù)很小,反接時(shí)示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指“0”后逐漸增大到“∞”,且越來(lái)越慢電感線圈歐姆擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)注意事項(xiàng)：1.紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔。2.區(qū)分“兩個(gè)零點(diǎn)”:機(jī)械零點(diǎn)是表盤(pán)刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤(pán)下邊中間的定位螺絲;歐姆零點(diǎn)是指刻度盤(pán)右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。3.測(cè)電阻時(shí):(1)待測(cè)電阻與電源一定要斷開(kāi)。(2)兩手一定不要同時(shí)接觸兩表筆金屬桿。(3)指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。(4)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。(5)讀出示數(shù)要乘以倍率。4.使用完畢,選擇開(kāi)關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池?！纠?】圖（a）為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為100SKIPIF1<0，內(nèi)阻為450SKIPIF1<0。虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100SKIPIF1<0擋。（1）圖（a）中的A端與__________（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。（2）關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是__________（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置（3）根據(jù)題給條件可得R1=__________SKIPIF1<0，R4=__________SKIPIF1<0。（4）某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時(shí)B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為_(kāi)_______SKIPIF1<0。新高考的改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【例2】高三實(shí)驗(yàn)課中，一名學(xué)生想要測(cè)量多用電表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)E和“×10”擋位下的表內(nèi)內(nèi)阻SKIPIF1<0。他設(shè)計(jì)了圖甲的電路，使用的器材有：多用電表，毫安表（量程10mA，內(nèi)阻為45Ω），電阻箱，導(dǎo)線若干。請(qǐng)你分析它的電路，完成下列問(wèn)題：（1）將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“×10”擋，紅表筆和黑表筆短接，調(diào)零；（2）將電阻箱阻值調(diào)到最大，再將圖甲中多用電表的黑表筆和___________（填“1”或“2”）端相連，紅表筆連接另一端；（3）調(diào)節(jié)電阻箱，記下多組毫安表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；某次測(cè)量時(shí)電阻箱的讀數(shù)如圖乙所示，則該讀數(shù)為_(kāi)__________Ω；（4）某同學(xué)將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在如下表格中，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：1234567R（Ω）10152330374550I（mA）6.816.546.416.216.025.925.71SKIPIF1<0147153156161166169175①答題卡的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出5組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出第3、5兩組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫(huà)出SKIPIF1<0圖像；___________②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，多用表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)E=___________V，電阻“×10”擋內(nèi)部電路的總電阻SKIPIF1<0___________Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）③若電流表的內(nèi)阻未知，那么用此方法測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)的結(jié)果___________真實(shí)值相（填“大于”或“小于”或者“等于”）【多維度分層專(zhuān)練】1．某中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室的器材組裝了一個(gè)多用電表，電路如圖甲所示，G為量程為400μA、內(nèi)阻為240Ω的電流表，O為旋鈕，A、B為兩插孔，旋鈕扳到位置1時(shí)為量程I＝1mA的電流表，旋鈕扳到位置2時(shí)為“×100”擋位的歐姆表，旋鈕扳到位置3時(shí)為量程U＝5V的電壓表，由所學(xué)的知識(shí)回答下列問(wèn)題：（1）將旋鈕分別扳到位置1、2、3時(shí)，對(duì)于圖乙中指針?biāo)幬恢玫氖緮?shù)分別為_(kāi)____mA、_____Ω、______V；（2）圖甲中，兩定值電阻的阻值分別為R1＝_______Ω、R3＝_______Ω；（3）用該改裝表測(cè)二極管的反向電阻時(shí)，圖甲中的插孔A應(yīng)與二極管的_______（填“正極”或“負(fù)極”）相連接；（4）假設(shè)電路圖甲中，電池的電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大。將插孔A、B用導(dǎo)線直接連接，調(diào)節(jié)R2，使電流表的示數(shù)達(dá)滿偏，然后將插孔A、B用導(dǎo)線與一未知電阻連接，則該電阻的測(cè)量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值。2．某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表的同時(shí)，對(duì)多用電表進(jìn)行了探究（以下問(wèn)題中均使用同-多用電表）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）該學(xué)習(xí)小組先使用多用電表測(cè)量直流電壓，若選擇開(kāi)關(guān)處在直流電壓500V擋，指針的位置如圖甲所示，則測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______V。（2）將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“×1k”擋，進(jìn)行歐姆調(diào)零后將紅黑表筆分別接在沒(méi)有接入電路的滑動(dòng)變阻器（最大阻值為100Ω，如圖乙所示）A、B兩個(gè)接線柱上，則發(fā)現(xiàn)歐姆表指針的偏轉(zhuǎn)角度__________（填“較小”或“較大”）。（3）然后學(xué)習(xí)小組將多用電表選擇開(kāi)關(guān)旋至某倍率歐姆擋并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零后測(cè)未知電阻值的電路如圖丙所示。通過(guò)查找資料，了解到表頭G的滿偏電流為10mA，并通過(guò)測(cè)量作出了電路中電流I與待測(cè)電阻阻值Rg的關(guān)系圖象如圖丁所示，由此可確定電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V，該圖象的函數(shù)關(guān)系式為I=_________。綜上可判定學(xué)習(xí)小組使用多用電表歐姆擋的倍率是下列四個(gè)選項(xiàng)中的_________（填字母代號(hào)）。A．×1B．×10C．×100D．×1k3．某學(xué)習(xí)小組利用如圖1所示的電路測(cè)量多用電表內(nèi)歐姆“×1”擋內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E和多用電表歐姆“×1”擋的內(nèi)阻r，SKIPIF1<0為滑動(dòng)變阻器，V為電壓表（量程0～2V，內(nèi)阻約SKIPIF1<0）。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到“×1”擋，將圖1中多用電表的黑表筆與_______（填“1”或“2”）端相連。（2）兩表筆與1、2正確連接后，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，某次實(shí)驗(yàn)中多用電表和電壓表的讀數(shù)分別如圖2、圖3所示，多用電表的讀數(shù)為_(kāi)__________SKIPIF1<0，電壓表的讀數(shù)為_(kāi)__________V。（3）多次改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，記錄多用電表的讀數(shù)R和電壓表的讀數(shù)U，并在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖4所示的SKIPIF1<0圖線，則E=________V，r=________SKIPIF1<0。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）4．小夢(mèng)同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位（“×1”“×10”）的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，R0為調(diào)零電阻（最大阻值為R0m），Rs、Rm、Rn為定值電阻（Rs+R0m＜Rm＜Rn），電流計(jì)?的內(nèi)阻為RG（RsSKIPIF1<0RG）。用此歐姆表測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值，回答下列問(wèn)題：（1）短接①②，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與m接通，電流計(jì)?示數(shù)為Im；保持電阻R0滑片位置不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與n接通，電流計(jì)?示數(shù)變?yōu)镮n，則Im___In（填“大于”或“小于”）；（2）將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與n接通，此時(shí)歐姆表的擋位為_(kāi)__（填“×1”或“×10”）；（3）若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調(diào)整歐姆零點(diǎn)（歐姆零點(diǎn)在電流計(jì)?滿偏刻度處）時(shí)，調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該___調(diào)節(jié)（填“向上”或“向下”）；（4）在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后電流計(jì)?的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的SKIPIF1<0；取走R1，在①②間接入待測(cè)電阻Rx，穩(wěn)定后電流計(jì)?的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的SKIPIF1<0，則Rx＝___Ω。5．某同學(xué)用普通的干電池（電動(dòng)勢(shì)SKIPIF1<0，內(nèi)阻SKIPIF1<0）、直流電流表（量程SKIPIF1<0、內(nèi)阻SKIPIF1<0）、定值電阻SKIPIF1<0和電阻箱SKIPIF1<0、SKIPIF1<0等組裝成一個(gè)簡(jiǎn)單的歐姆表，電路如圖所示，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)SKIPIF1<0和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“×10”和“×100”兩種倍率。（1）該同學(xué)按圖甲正確連接好電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)SKIPIF1<0斷開(kāi)時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱SKIPIF1<0，使電流表達(dá)到滿偏，在紅、黑表筆間接入待測(cè)電阻SKIPIF1<0，當(dāng)電流表指針指向如圖乙所示的位置時(shí)，則待測(cè)電阻SKIPIF1<0的阻值為_(kāi)_______SKIPIF1<0。（2）閉合開(kāi)關(guān)SKIPIF1<0，調(diào)節(jié)電阻箱SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，當(dāng)SKIPIF1<0________SKIPIF1<0且SKIPIF1<0________SKIPIF1<0時(shí)，將紅、黑表筆短接，電流表再次滿偏，電流表就改裝成了另一倍率的歐姆表。則此歐姆表表盤(pán)正中刻度的標(biāo)值為_(kāi)_______。（3）若該歐姆表內(nèi)電池使用已久，電動(dòng)勢(shì)降低到SKIPIF1<0，內(nèi)阻變?yōu)镾KIPIF1<0，當(dāng)開(kāi)關(guān)SKIPIF1<0斷開(kāi)時(shí)，短接調(diào)零時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)指針指到零歐姆刻度處（指針指電流滿刻度）。若用該歐姆表測(cè)出的電阻值SKIPIF1<0，這個(gè)電阻的真實(shí)值是________SKIPIF1<0。6．某型號(hào)多用電表歐姆擋的電路原理圖如圖所示。微安表G是歐姆表表頭，其滿偏電流Ig=500μA，內(nèi)阻Rg=950Ω。電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=1Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0~9999Ω。（1）圖中的a端應(yīng)與___________（填“紅”或“黑”）表筆連接。（2）某同學(xué)將圖中的a、b端短接，為使微安表G滿偏，則應(yīng)調(diào)節(jié)R1=___________Ω；然后在a、b端之間接入一電阻Rx后發(fā)現(xiàn)微安表G半偏，則接入的電阻阻值為Rx=___________Ω。（3）如圖甲所示，該同學(xué)將微安表G與電阻箱R2并聯(lián)，利用該電路圖組裝一個(gè)“×100”倍率的歐姆表，要求歐姆表的表盤(pán)刻度示意圖如圖乙所示，其中央刻度標(biāo)“15”，則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2=___________Ω；用此歐姆表測(cè)量一個(gè)阻值約2000Ω的電阻，測(cè)量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1=___________Ω。7．圖甲是一個(gè)多用電表，圖乙是多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，電流擋的兩個(gè)量程為10mA和3mA，電壓擋的兩個(gè)量程為10V和4V，表盤(pán)如圖丙所示。（1）在測(cè)量電阻時(shí)，要用到圖甲中的選擇開(kāi)關(guān)K和部件S、T。請(qǐng)完成下列測(cè)量步驟：①旋動(dòng)部件______，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線。②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋適當(dāng)?shù)谋堵饰恢?。③將插入?”“－”插孔的兩表筆短接，旋動(dòng)部件______，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的______刻度線（選填“0”或“∞”）。（2）對(duì)于圖乙，下列說(shuō)法正確的是______（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前面對(duì)應(yīng)的字母）A．A