2022届高考物理二轮复习 物理实验专项练习（10）练习使用多用电表 传感器的简单应用

这是一份2022届高考物理二轮复习 物理实验专项练习（10）练习使用多用电表 传感器的简单应用，共15页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
（10）练习使用多用电表 传感器的简单应用
一、实验题1.某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值。（1）表内电池的______极与红表笔相连。（2）先把选择开关旋到“×100”挡位，测量时指针偏角太小。请你简述接下来的测量过程:
①断开待测电阻，将选择开关旋到_______（选填“×1 k”或“×10”）挡位；
②将两表笔短接，______；
③再接入待测电阻，重新读数；
④测量结束后，将选择开关旋到OFF挡。
（3）表盘的示数如图所示，则电阻值是_________Ω。（结果保留3位有效数字）
 （4）在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是________。A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大B.测量某电阻阻值时偏角越大越准确C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于D.电池使用时间太长导致电动势减小内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略大2.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：（1）在使用多用电表测量时，若选择开关旋至直流2.5 V挡，指针的位置如图甲所示，则测量结果为_______V.（2）多用电表测量未知电阻阻值的电路如图乙所示，电源的电动势为E，为调零电阻.某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值关系图像如图丙所示，则此时多用电表的内阻为_______Ω，该电池的电动势______V.（3）下列判断正确的是_______.A在图乙中，电表的左、右插孔处分别标注着“-”“+”B.由图线丙的特点可知，欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C.欧姆表调零的实质是通过调节，使时电路中的电流达到满偏电流D.电阻的变化量相同时，越小，则对应的电流变化量就越小（4）如果随着使用时间的增长，该多用电表内部的电源电动势减小，内阻增大，但仍然能够欧姆调零，如仍用该表测电阻，则测量结果将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）.3.用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件。请根据下列步骤完成电阻测量:
 （1）旋动部件_______，使指针对准电流的“0”刻线。（2）将K旋转到欧姆挡“”的位置。
（3）将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的_______（填“0刻线”或“∞刻线”）。
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按__________的顺序进行操作，再完成测量。A.将K旋转到欧姆挡“”的位置B.将K旋转到欧姆挡“”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准4.如图所示，图（a）为多用电表的内部结构示意图。E是电池的电动势；、、、和是定值电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为3 mA，内阻为200 Ω，，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。（1）图（a）中的A端与_________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）当选择开关与2连接，此时的多用电表为________表，量程为________。选择开关连接4和5时都为同一种电表，当连接_______时量程较大。（3）当选择开关与3连接时多用电表为欧姆表，倍率为，用它测量某一电阻时指针如图（b）所示，则被测电阻的阻值为_______。5.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；和是固定电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为。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1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆挡。
 （1）图（a）中的A端与_____（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于的使用，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_________，________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3位有效数字）6.某同学利用多用电表做了以下实验:
（1）使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度线上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小;
④换用“×10”的欧姆挡，随即记下多用电表示数;
⑤把表笔从插孔中拔出后，将多用电表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么该学生在实验中有哪些操作是错误的？（三个错误）
错误一：____________；
错误二：____________；
错误三：____________。（2）如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω；测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，指针所示电流值为________mA（保留三位有效数字）；测直流电压时，用的是0~50 V量程，则指针所示的电压值为______V（保留三位有效数字）。
 7.现用多用电表测量一个阻值约为的电阻和探测电路。
（1）测量步骤如下：
①将选择开关旋转到“Ω”挡的_________（填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”）位置，并进行欧姆调零。
②将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若多用电表示数如图甲所示，该电阻的阻值为_______Ω。（保留三位有效数字）
 （2）探测对象为如图乙所示的黑箱，箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器，箱外有4个接线柱，分别标为1、2、3、4，相邻两个序号间只有一个元件。
 ①若用多用电表确定元件的位置，应使用多用电表的________（填下述挡位的序号）进行试测。
A.直流10 V电压挡 B.直流1.5 V电压挡 C.欧姆挡 D.直流电流挡
②试测后，用直流1.5 V电压挡进一步测量，测量结果记录如下：红表笔位置111黑表笔位置234示数1.5 V00确定电源位置后，去掉电源，应用多用电表的___________挡进行测量。结果如下:红表笔位置111234黑表笔位置234111电阻情况电阻很大电阻很大电阻很大先有电阻，然后变为很大电阻很小电阻很小③根据以上结果，在图乙虚线框中画出电路图。8.某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图所示。微安表是欧姆表表头，其满偏电流，内阻。电源电动势，内阻。电阻箱和电阻箱的阻值调节范围均为0~。
 （1）图中的a端应与__________（选填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）某同学将图中的端短接，为使微安表满偏，则应调节_______Ω；然后在端之间接入一电阻后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为_______Ω。
（3）如图甲所示该同学将微安表与电阻箱并联，利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示，其中央刻度标“15”，则该同学应调节________Ω；用此欧姆表测量一个阻值约的电阻，测量前应调节______Ω。
 9.某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻，其标称值（25 ℃时的阻值）为；电源E（6 V，内阻可忽略）；电压表（量程150 mV）；定值电阻（阻值），滑动变阻器（最大阻值为）；电阻箱（阻值范围0~）；单刀开关，单刀双掷开关。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将与1端接通，闭合，调节的滑片位置，使电压表读数为某一值；保持的滑片位置不变，将置于最大值，将与2端接通，调节，使电压表读数仍为；断开，记下此时的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下的阻值，直至温度降到25.0 ℃。实验得到的数据见下表。25.030.040.050.060.070.080.0900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0
回答下列问题：
（1）在闭合前，图（a）中的滑片应移动到_______（填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出曲线；

（3）由图（b）可得到在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性，当时，可得_________Ω；
（4）将握于手心，手心温度下的相应读数如图（c）所示，该读数为_______Ω，则手心温度为________℃。10.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻和定值电阻接在9 V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：光强12345电阻值1896 3.6[“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉（cd）]
（1）当光照强度为4坎德拉（cd）时光敏电阻的大小为_______Ω。
（2）其原理是光照增强，光敏电阻阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升。若电源电压不变，是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是________（填序号）。A. B. C. D.11.温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化规律来实现对温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻。在某次实验中，为了测量热敏电阻在0 ℃到100 ℃之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示的电路。其中“”是量程为0~1 mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源，R为滑动变阻器，为电阻箱，S为单刀双掷开关。其实验步骤如下:①调节温度，使得的温度达到；
②将S拨向接点1，调节滑动变阻器R，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数;
③将S拨向接点2，调节电阻箱，使电流表的读数仍为，记下此时电阻箱的读数;
④改变的温度，重复以上步骤，即可测得该热敏电阻的阻值随温度的变化关系。
（1）由以上操作过程可知，当的温度为时，____。
（2）实验测得的一组数据如下表所示，请根据表中数据在图乙的坐标系中作出随温度t变化的图像。020406080100100120139161180201 由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度t变化的关系式为__________。
（3）若把该热敏电阻与电源（电动势、内阻不计）、电流表（量程为0~5 mA、内阻）、电阻箱串联起来，连成如图丙所示的电路，用该热敏电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻温度计”。
①电流表刻度较大处对应的温度刻度应该_________（填“较大”或“较小”）；
②若电阻箱的阻值取，则电流表“3 mA”处所对应的温度刻度为______℃。12.国家有关酒驾的裁量标准如表一所示。表一驾驶员血液酒精含量，行为定性饮酒驾驶醉酒驾驶酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具，如图甲所示。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”，其阻值随气体酒精浓度变化的情况如表二所示。表二6040302010气体酒精浓度05090140360 （1）请根据表二数据在图乙中描绘出气体酒精浓度的关系曲线。（2）已知人体血液酒精浓度是所呼出气体酒精浓度的2200倍。若某司机经过气体酒精浓度测试，显示呼气酒精浓度为，则该司机应该是属于_______驾驶，此时该传感器的阻值为________Ω。（3）现有器材：电源E，电动势为4.5 V，内阻约为；电压表V，量程为0~3 V，内阻约为；电流表A，量程为0~3 A，内阻约为；滑动变阻器，阻值0~；滑动变阻器，阻值0~；开关、导线若干。若要用以上器材和“酒精气体传感器”组成一个测定气体酒精浓度的电路，该电路只使用一个电表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电表指针满偏，且该电路可以在电源老化、内阻变大的情况下，通过调节变阻器，保证被测气体酒精浓度为0时，电表指针仍能满偏。则该电路应选用的电表是_________（填字母代号，下同），应选用的滑动变阻器是___________。请在虚线框中完成设计电路图。  参考答案1.答案：（1）负
（2）①
②调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆挡零刻度处
（3）
（4）D解析：（1）为保证电流从红表笔进，黑表笔出，多用电表内电池的负极与红表笔相连。
（2）①指针偏角太小说明阻值较大，要换较大挡，故选“”挡；
②换挡后，要重新进行欧姆调零：将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆挡零刻度处。
（3）读数为。
（4）双手捏住两表笔金属杆，等效于与待测电阻并联一个电阻，测量值将偏小，故A错误；测量某电阻阻值时在中值电阻附近较准确，故B错误；由于欧姆挡刻度左边比较密，右边比较稀疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于，故C错误；电池电动势减小内阻变大时，同样的电流，外接的电阻阻值较小，测量值将略大，故D正确。2.答案：（1）1.12（2）;12（3）AC（4）偏大解析：（1）选择开关置于直流2.5 V挡时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为0.05 V，对应刻度示数为1.12 V.（2）根据闭合电路欧姆定律得、，由题图可得，当时，，解得，.（3）根据电流“红进黑出”，在题图乙中，电表的左、右插孔处分别标注着“-”“+”，故A正确；题图丙函数图像非线性变化，导致欧姆表刻度不均匀，欧姆表的刻度盘上的数字左大右小，是由于外电阻增大电路中电流减小，故B错误；欧姆表调零是通过调节滑动变阻器，调节至待测电阻为零（即两表笔短接）时，电流表满偏，对应欧姆表示数为零，故C正确；欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化，而且图线的切线斜率大小随待测电阻值增大而减小，即阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小，故D错误.（4）欧姆表测量原理为闭合电路欧姆定律，当电池电动势减小、内阻增大时，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流不变，由公式，欧姆表内阻调小，，因变小，则测同一时电流要变小，对应电阻刻度值偏大.3.答案：（1）S（3）T；0刻线（4）ADC解析：（1）电表使用前要调节机械调零旋钮，使指针指在电流0刻线位置，故调节S旋钮。
（3）使用欧姆表测量前要进行欧姆调零，调节T旋钮，使指针对准电阻0刻线。
（4）指针偏转角度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零，再进行电阻的测量，故顺序为ADC。4.答案：（1）黑（2）电流;0.6 A;5（3）1 100 Ω解析：（1）流过多用电表的电流方向应为从红表笔流入、从黑表笔流出，则A端应与黑色表笔相连接。（2）当开关与2连接时，表头与电阻并联，说明将表头改装为电流表；由电流表的改装原理可知，改装表的量程为；由电压表的改装原理可知，开关连接4、5时定值电阻与表头串联，此时相当于电压表，且串联的电阻越大，电压表的量程越大，即连接5时量程较大。（3）表盘的读数为11，则该被测电阻的阻值为。5.答案：（1）黑（2）B（3）160；880（4）1.47 mA（1.47 mA～1.49 mA均可）；；2.95 V（2.94 V~2.98 V均可）解析：（1）A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连。
（2）使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与无关，选项C错。
（3）B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有，解得端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻。
（4）B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆挡，读数为；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V挡，每一格代表0.1 V，读数为。
 6.答案：（1）错误一：换用“×10”的欧姆挡，应该换用“×1 k”的欧姆挡
错误二：换挡后没有进行欧姆调零
错误三：使用完后没有将选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡
（2）1700；47.0；23.5解析：（2）测电阻时，指针指在刻线17的位置，读数为；
测直流电流时，用的是0~100 mA的量程，此挡位分度值为2 mA，读数为47.0 mA；
测直流电压时，用的是0~50 V量程，此挡位分度值为1 V，读数为23.5 V。7.答案：（1）①“×1”②19.0（2）①A②欧姆③如图所示
 解析：（1）根据电阻的估计值，选“×1”挡可以使指针指在表盘中央附近，由图乙直接读数得电阻的测量值为。（2）已知电路中有一节干电池，应用电压挡试测，为避免试触时电压表反接而损坏电压表，应采用较大量程试测。确定电源的正、负极位置后，可以利用1.5 Ⅴ挡测量。1、2之间示数为1.5 V，说明电压表测量值为电源电压，且1接电源正极。去掉电源后，应用欧姆挡检测电路，红表笔接多用电表内部电源负极，黑表笔接多用电表内部电源正极，红表笔接1，黑表笔接2、3、4显示电阻很大，说明二极管处于反接状态；黑表笔接1，红表笔接4显示电阻很小，说明二极管处于1、4之间，且处于正向导通状态；而红表笔接3、黑表笔接1显示电阻较小，说明3、4间有电阻存在；由于电容器充电，导致红表笔接2、黑表笔接1时先有电阻，然后变为很大，说明在2、3间有电容器。8.答案：（1）红（2）2049;3000（3）950;1024解析：（1）多用电表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，则a端应接红表笔。
（2）欧姆调零时根据闭合电路的欧姆定律,可得；当接入后，电流为满偏的一半，则,可得。
（3）因欧姆表的中央刻度为“15”，倍率为“×100”，则欧姆表的内阻，故调零时的满偏电流为，表头和并联改装为电流表，由并联分流电压相等可知，解得；改装后的欧姆表需要进行欧姆调零，则，解得。9.答案：（1）b（2）如图
 （3）450（4）620.0；33解析：（1）题图（a）的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合前，应该调节到接入电路部分的阻值最大，使电路中电流最小，即题图（a）中的滑片应移到b端。
（2）将和对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出曲线。
（3）根据题述实验过程可知，测量的的数据等于对应的热敏电阻的阻值。由画出的曲线可知，当时，对应的。
（4）由画出的曲线可知，当时，手心温度。10.答案：（1）4.5（2）C解析：（1）由表格数据可知，光敏电阻与光强E的乘积均为不变，则当时，光敏电阻的阻值。
（2）由题意可知，光敏电阻与定值电阻串联连接，光照增强时，光敏电阻阻值减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中的电流增大，由可知，两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以两端的电压减小，反之，光照减弱时，光敏电阻阻值增大，两端的电压减小，两端的电压增大，则玻璃并联在两端时不符合，玻璃并联在两端时符合，A项错误，C项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，B、D两项错误。11.答案：（1）（2）见解析；（3）①较小②80解析：本题考查描绘传感器的特性曲线。
（1）将开关S由接点1拨到接点2，并使电路中的电流不变，说明电路中的电阻不变，所以。
（2）随温度t变化的图像如图所示，由图线可以看出，热敏电阻的阻值随温度t变化的关系式为。

（3）①电流表刻度较大处表示通过电路的电流较大，即较小，当较小时，温度t也较小。②当电流表的示数为3 mA时，电路中的总电阻为，又因为、，所以，由关系式可得。12.答案：（1）见解析（2）饮酒；24（22~26均可）（3）V；；见解析解析：本题考查酒精气体传感器的原理。（1）根据数据描绘出气体酒精浓度的关系曲线如图甲所示。（2）该司机血液酒精浓度为，则该司机属于饮酒驾驶；由图甲可知，此时R的阻值为。（3）根据电路要求，若选用电流表A，电流表指针不能满偏，则该电路应选用的电表是V，因为气体酒精浓度为0时，为方便调节，则滑动变阻器应选用，电路图如图乙所示。