专题53 实验 练习使用多用表——2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

专题53  实验  练习使用多用表

（时间：30分钟）

1．某同学欲用多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关等器材测多用电表的内阻和表内电池的电动势，主要操作步骤如下：

（1）将多用电表的选择开关调到欧姆挡的“×1 k”挡，然后将红、黑表笔短接，进行______。（填“机械调零”或“欧姆调零"）。

（2）如图所示，将多用电表、电压表。电阻箱及单刀双掷开关进行正确连接。单刀双掷开关S接2位置时，调节电阻箱的阻值为R1=5 kΩ时，多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的一位置，则多用电表的内阻r=______Ω。

（3）将单刀双掷开关S接1位置时，电压表的读数为2.0 V。多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的位置，则电压表的内阻RV=______Ω。电池电动势E=______V。

【答案】  欧姆调零    15000    7500    6.0

【解析】

（1）使用多用电表的欧姆挡时，每一次选好倍率档后，都要将红、黑表笔短接，进行“欧姆调零”。

（2） 单刀双掷开关S接2位置时，由闭合电路欧姆定律可知

则有

解得

（3）同理，将单刀双掷开关S接1位置时，则有

解得

由闭合电路欧姆定律可得

2．某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：

（1）用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：

①_________；

②两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；

③重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是________Ω。

（2）为了尽量准确测量该电阻，现用伏安法测电阻，要求测量时，电表指针有较大偏转，测量多组数据。除被测电阻外，还备有如下实验仪器，请选择仪器，设计实验电路。

A．电压表V（量程50V，内阻约为25kΩ）

B．电流表A1（量程100mA、内阻r1＝20Ω）

C．电流表A2（量程100mA、内阻r2约5Ω）

D．定值电阻R0（80Ω）

E．滑动变阻器R（0～10Ω）

F．电源：电动势E＝6V，内阻较小

G．导线、开关若干

请在虚线框内画出能准确测量电阻R的电路图（要求在电路图上标出元件符号） _______。若实验过程中，电流表A1和A2的示数分别用I1和I2表示，请根据设计的电路图写出Rx的测量值表达式：Rx＝________。

【答案】  换用×10倍率的挡位    120    见解析   

【解析】

（1）用多用电表欧姆挡测电阻时发现指针偏转角度太大，说明待测电阻阻值相对所选挡位偏小，为了能够使读数准确，应使指针尽量指在表盘中央附近，所以第①步应先换用×10倍率的挡位，根据题图可知10~15之间的分度值为1，则测量结果是

（2）由于电源电动势E＝6V，而电压表V的量程为50 V，若用此电压表测量电压，指针偏转幅度较小，误差较大，不符合实验要求，所以不能选用电压表来测电压。根据欧姆定律可知通过待测电阻的最大电流为

两个电流表量程均满足，考虑到不能选用电压表V，需要将一个电流表改装成电压表，即将一个电流表与定值电阻串联，需要选择已知内阻的电流表A1进行改装。电流表A2采用外接法，从而可以准确测量通过Rx的电流，消除系统误差。滑动变阻器的最大阻值为10 Ω，比被测电阻Rx小得多，又考虑到要测量多组数据，则采取分压接式法， 电路图如图所示。

由电路图可知，Rx两端电压为

Ux＝I1（R0＋r1）

通过Rx中的电流为

Ix＝I2－I1

解得

3．某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该多用电表的电路图。已知选用的电流表的满偏电流。C为最上排刻度线的中间刻度，最上排对应数据在图乙中没有标出。

（1）若选择开关接1时，指针指在图乙所示位置，则其示数为___________。

（2）为了测该多用电表电阻挡的内阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：

①先将选择开关接2，再将___________，然后调节的阻值使电表指针满偏；

②将电表的红、黑表笔分别与电阻箱的两接线柱相连，调节电阻箱使电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则电阻箱的示数为___________Ω，多用电表内电源的电动势为___________V。（结果保留三位有效数字）

（3）在上述基础上不换挡，直接用该多用电表测量另一电流表的内阻，指针在图乙所示位置，则___________（填“A”或“B”）表笔接电流表的正接线柱，该电流表的阻值为___________Ω。（结果保留两位有效数字）

【答案】  6.8mA    红、黑表笔短接    150    1.50    B    71

【解析】

（1）选择开关接1时为10mA量程的电流表，其分度值为0.2mA，不用往下估读，示数为6.8mA。

（2）①先将选择开关接2，再将红、黑表笔短接，然后调节的阻值使电表指针满偏。

②题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为150Ω，由图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5.0mA，C处电阻值为中值电阻，则电表内阻为150Ω。

电源电动势为

（3）电流从电阻挡内部电源正极通过B表笔流出，从电流表正极流入，指针才会正常向右偏转，故B表笔接电流表的正接线柱。

根据第（1）问可知，表头所示电流为6.8mA，调零后欧姆挡的内阻为150Ω，而内部电源的电动势、由闭合电路欧姆定律可得

所以该电流表的阻值为

4．在学习了多用电表的原理以后，某同学对自制多用电表产生了兴趣。他走进物理实验室，用一个满偏电流为、内阻约为的电流表，滑动变阻名和一节电动势为的干电池组装一个欧姆表。

（1）他首先测量了电流表的内阻，另取来一个量程为的电压表和一个总阻值为的电阻箱，测量电路如图1所示，闭合开关S后，调节电阻箱的阻值，他测得电流表满偏时，电压表的读数为，电阻箱的读数为，则电流表的内阻______。

（2）该同学设计了如图2所示的电路，完成调试后表盘上的刻度对应的电阻值为______。

（3）该同学又从实验室取来的标准电阻与电流表并联，这相当于对图2中的欧姆表换挡，换挡前后欧姆表的倍率之比为______。

（4）该同学还用如图4改装了一个欧姆表：当未接入时，闭合开关S，将红黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏，然后接入红、黑表笔之间开始测电阻，下列关于该欧姆表说法正确的是______。

A．电阻刻度的零位置在灵敏电流表的右端

B．表盘上的电阻刻度是均匀的

C．测位电阻前，欧姆调零不需要红黑表笔短接

D．测量电阻后，应将开关S断开

【答案】  10    500    10：1    CD

【解析】

（1）设电阻箱的阻值为，则有

解得

（2）图2电路，表头总内阻为

当

根据

解得

（3）图3电路，电流表满偏时，总电流

表头的总内阻

故换挡前后欧姆表的倍率之比为10：1

（4）A．由图可知，该电路是利用并联分流的特点改装的。当红黑表笔短接时，电流计被短路了，示数为0，此欧姆表的零刻度在电流表的左端，A错误；

B．利用闭合电路的欧姆定律，表盘刻度是不均匀的，B错误；

C．测量电阻前，需要将红黑表笔断开，调节可变电阻，使电流表满偏，C正确；

D．测量电阻后，该电路仍闭合，故应将开关S断开，D正确。

故选CD。

5．某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。

（1）如图（a），先用多用电表“”挡粗测其电阻R=____Ω，然后用图（b）的螺旋测微器测其直径___________mm，再用毫米刻度尺测其长度为L。

为了减小实验误差，需进一步测其电阻R，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电压表量程，内阻约为；

B．电压表量程，内阻约为；

C．电流表量程，内阻约为；

D．电流表量程，内阻约为；

E．滑动变阻器；

F．滑动变阻器；

G．电池组电动势为；

H．开关，导线若干。

（2）为减小实验误差，选用如图（c）为该实验的电路原理图，则电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。均填器材前的字母代号

（3）通过移动滑动变阻器测得多组电压U和电流I的值，并以U为纵轴、I为横轴建立图像，作出一条过原点的倾斜直线，若直线斜率大小为k，则该金属丝电阻率ρ=_______用题中字母、k、L、d及数字表示。

【答案】  6.0    4.699    A    D    E   

【解析】

（1） 用多用电表“”挡粗测其电阻，由图所示可知，所测阻值为

由图示螺旋测微器可知，其示数

（2） 电源电动势为3V，电压表应选择A；

电路最大电流约为

电流表应选择D；

由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E。

（3） 由欧姆定律可知，图象的斜率

由电阻定律得

解得，电阻率

6．小明手里有一块多用电表A，其功能完好，但刻度值已不清晰。他想通过实验测定该多用表（简称A表，下同）“×10”挡欧姆调零后的内阻R0和内置电源的电动势E。他找来了另一个多用电表B（简称B表，下同）、一个电阻箱、一个开关和若干导线作为实验的器材。

实验的操作如下：

（1）小明将A表调到“×10”挡，将B表调到“mA”挡，准备将如图甲所示的所有的器材串联起来作为实验电路。请你在图中连好剩余的导线______；

（2）先使用B表的电流挡测量A表“×10”挡的满偏电流。将电阻箱阻值调为0，将A表调到欧姆挡“×10”挡位置。几次试测后，确定B表应使用“10mA”挡，调节A表的欧姆调零旋钮直至A表满偏，此时B表的读数如图乙所示，记录下B表读数为__________mA；

（3）断开开关，保持A、B表挡位不变，将A表红黑表笔短接进行欧姆调零，然后重新连入原来电路。

（4）调节电阻箱，闭合开关，当B表读数为6.0mA时，读出电阻箱阻值为R1；继续调节电阻箱阻值，当B表读数为4.0mA时，读出电阻箱阻值为R2；

（5）断开电路，整理器材。根据以上测量数据，可算出A表“×10”挡内置电源的电动势E＝__________V，A表“×10”挡欧姆调零后的内阻R0＝__________，B表量程“10mA”挡的内电阻RB＝__________。（以上3空的结果用R1、R2表示）

【答案】  见解析图    8.0           

【解析】

（1）电路连线如图

（2）因为B表应使用“10mA”挡，则B表读数为8.0mA

（5）设电表A欧姆×10挡的内阻为R0，则有

I0＝＝8mA

设电表B量程为10mA挡的内阻为RB，则

＝6mA

＝4mA

解得

E＝（V）

R0＝（Ω）

RB＝（Ω）

7．某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。

（1）图甲为某同学随意设计的电流表、电压表两用表的电路图，已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻R1=11Ω，R2=100Ω，则选择开关接到___________（填“1”或“2”）时是电流表，电流表、电压表的量程分别是___________A、___________V；

（2）某同学用多用电表测量电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线所示，为了测量更加准确，这时应该采用___________（填“×10”或“×1k”）倍率，换完倍率以后需要___________，如果此时读数如实线所示，则读数是___________Ω；

（3）一个多用电表的电池用久了，电动势由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量一未知电阻，测得Rx=240Ω，则其真实值为___________。

A．160Ω        B．240Ω        C．300Ω        D．360Ω

【答案】  1    6.3    696        重新欧姆调零    120    A

【解析】

（1）接到“1”时R1与电流计G并联，起分流作用，所以是电流表。

通过电阻R1的电流

电流表的量程为6.3A。

电压表的量程为

（2）指针指到表盘靠近中间位置时比较准确，虚线所指电阻较小，改用“×10”

换完倍率以后需要重新进行欧姆调零；

指针所指为12，再乘以倍率10，所以读数为120；

（3）设表头的满偏电流为Ig，240Ω对应的电流为I，调零后电表内阻为R0

当电池电动势为1.5V时

当电池电动势为1.0V时

联立两式得

8．兴趣小组为了测量某电阻的阻值。

（1）先用多用电表进行粗测，在使用前发现电表指针位置如图甲所示，则该同学应先调节位置______（选填“①”或“②”）；将选择开关调至欧姆挡“挡”，进行正确的操作后，指针位置如图乙所示，则电阻的测量值约为______。

（2）实验室可供选择的器材有：

①电流表（量程，内阻）；

②电流表（量程，内阻约为）；

③电压表（量程，内阻）；

④滑动变阻器（，额定电流1A）；

⑤滑动变阻器（，额定电流0.1A）；

⑥标准电阻；

⑦标准电阻；

⑧两节新的干电池

以及单刀单掷开关S一个；导线若干。

（i）用以上器材设计电路，要求尽可能减小测量误差，测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化，则滑动变阻器在电路中应选择______（选填“分压”或“限流”）接法，滑动变阻器应选______。（填写上述器材元件前的序号）

（ii）请在答题纸的方框内画出测量电阻的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号________。

【答案】  ①    28    分压    ④    见解析

【解析】

（1）用多用电表进行粗测，在使用前发现电表指针位置如图甲所示，则该同学应先调节机械调零旋钮，即图甲中位置①；将选择开关调至欧姆挡“挡”，进行正确的操作后，指针位置如图乙所示，则电阻的测量值约为

（2）（i）由于待测电阻为，为较小电阻，为了尽可能减小测量误差，测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化，则滑动变阻器在电路中应选择分压接法，滑动变阻器应选较小的，即④；

（ii）由题中提供电源为两节干电池，即电源电动势为3V，通过待测电阻的最大电流约为

若选用3A的电流表测量误差较大，由于测量时电表的读数要求大于其量程的一半，因此可以把定值电阻与电流表串联改装成电压表与待测电阻并联，测出待测电阻两端的电压，同时利用电压表与并联，再与待测电阻部分串联，测出待测电阻部分电路的总电流，从而得出流经的电流，即测量原理为

可设计如图所示电路