高考物理一轮复习课时练习 第10章第6练　实验十三：用多用电表测量电学中的物理量（含详解）

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(1)将选择开关旋转到欧姆挡的“×10”挡，指针指在图中a位置。为减小测量误差，应当将选择开关旋转到__________(选填“×1”“×100”或“×1 k”)挡位置。
(2)接下来的实验操作步骤为__________(请按操作顺序写出)。
A．将红表笔和黑表笔接到待测电阻两端
B．将红表笔和黑表笔短接
C．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
D．调节欧姆调零旋钮使指针指向电流的0刻度线
(3)经以上正确操作后指针指在图中b位置，则该电阻的测量值为__________ Ω。
(4)该同学想进行如图所示的操作，下列说法正确的是__________。
A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压
B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流
C．图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻
D．图丁中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可观察到此时欧姆表示数很小
(5)该同学在实验室找到一个10 000 μF的电容器，他认为电容器由彼此绝缘的两个电极板构成，当欧姆表两个表笔分别与电容器的两电极相连时，欧姆表的指针不会发生偏转。该同学选用欧姆表的“×10”挡，将红、黑两表笔分别与该电容器的两电极相连，准备验证自己的想法。请你分析该同学会看到什么现象，并说明依据。________________________
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2．(2023·山西晋城市第一中学期末)某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表(满偏电流为300 μA、内阻为100 Ω)、滑动变阻器R(最大值为10 kΩ)和一节干电池，将微安表改装成欧姆表。
(1)将两表笔短接，调节R使微安表指针指在“________ μA”处；
(2)当两表笔之间接入阻值为2.4 kΩ的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则其读数为________ μA，电池的电动势为________ V，欧姆表的内阻为________ kΩ；
(3)将微安表上的μA处标明“Ω”，“300”位置处标明“0”，“100”位置处标明“________”，并在其他位置标明相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表；
(4)经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
3．(2023·广东广州市执信中学模拟)电流表G1的量程为0～5 mA，内阻为290 Ω。把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，电流和电压的测量都各有两个量程。当开关S接到1或2位置时为电流挡，其中小量程为0～10 mA，大量程为0～100 mA。
(1)对于此多用电表，当开关S接到位置6时是______挡；开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程______。
(2)开关S接位置______(选填“1”或“2”)时是小量程的电流挡，图中电阻R2＝______ Ω。
(3)已知图中的电源E′的电动势为9 V，短接A、B表笔进行欧姆调零后，此欧姆挡的内阻为________ Ω。现用该挡测一未知电阻的阻值，指针偏转到电流表G1满刻度的eq \f(3,5)处，则该未知电阻的阻值为______ Ω。
4．(2023·河北石家庄市精英中学模拟)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。完成下列填空：
(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)，若两电表均正常工作，则表笔a为________(选填“红”或“黑”)色；
(2)若图甲中多用电表与电流表的示数分别如图乙、丙所示，多用电表的读数为14.0 Ω，电流表的读数为________ mA；
(3)计算得到的多用电表内电池的电动势为________ V；(保留三位有效数字)
(4)某欧姆表头是量程为100 μA的电流表，表盘上标示的电阻值是按照电池电动势E＝1.5 V而计算得出的，则电池的电动势刚好是1.5 V时，欧姆表的内阻为________ kΩ；表盘上30 μA刻度线对应的电阻刻度值是________ kΩ；
(5)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若________。
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量
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25 Ω
D．测量电路中的某个电阻，应把该电阻与电路断开
5．(2024·福建省模拟)图甲为一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流为1 mA、内阻为10 Ω；电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω；
(1)图甲中表笔a为________色(选填“红”或“黑”)。调零电阻R0可能是下面两个滑动变阻器中的________。
A．电阻范围0～200 Ω
B．电阻范围0～2 000 Ω
(2)在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图乙所示，被测电阻的阻值为________ Ω。
(3)如图丙所示，某同学利用定值电阻R1给欧姆表增加一挡位“×10”，则定值电阻R1＝______ Ω。(结果保留1位小数)
(4)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果________。(选填“偏大”“偏小”或“准确”)
第6练 实验十三：用多用电表测量电学中的物理量
1．(1)×100 (2)BCA (3)1 900
(4)ABD (5)见解析
解析 (1)选择开关置于“×10”挡位置，指针指在题图中a位置，偏转角度较小，证明此电阻较大，为准确测量，需要更换大挡位，把开关置于“×100”挡。
(2)换挡后需要重新进行欧姆调零，把红、黑表笔短接，然后调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆零点，将红表笔和黑表笔接到待测电阻两端，再测量进行读数，故正确的顺序是BCA。
(3)欧姆表读数时需要用刻度乘以倍率，所以题图中示数为19×100 Ω＝1 900 Ω。
(4)题图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，并联在小灯泡两端，选择合适量程可测量小灯泡两端电压，故A正确；题图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，与小灯泡串联，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流，故B正确；测量小灯泡电阻时，小灯泡必须与外部电路断开，故C错误；二极管的正向电阻很小，题图丁中欧姆表测量二极管的正向电阻，将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可观察到此时欧姆表示数很小，故D正确。
(5)会看到欧姆表指针先向右偏转，然后缓慢回到最左端。
原因是多用电表欧姆挡电路中有电源，与电容器连接时，电源给电容器充电，回路中有电流，指针向右偏转；电容器充电过程中，电流逐渐减小至0，指针缓慢回到最左端。
2．(1)300 (2)200 1.44 4.8
(3)9 600 (4)偏大
解析 (1)两表笔短接调零时，应使表的指针指在微安表的电流满偏位置，即指针指在300 μA处；
(2)由题图乙可知微安表的指针指在200 μA处；根据闭合电路欧姆定律，两表笔短接时有Ig＝eq \f(E,R内)，接入阻值为2.4 kΩ的定值电阻时，
有eq \f(2,3)Ig＝eq \f(E,R内＋2 400 Ω)
解得E＝1.44 V，R内＝4.8 kΩ
(3)当电流I＝100 μA时有
eq \f(1,3)Ig＝eq \f(E,R内＋R1)，解得R1＝9 600 Ω
(4)由Ig＝eq \f(E,R内)和I＝eq \f(E,R内＋Rx)，
可得I＝eq \f(1,\f(1,Ig)＋\f(Rx,E))
则电动势减小，测量同一未知电阻时对应的微安表示数减小，则电阻阻值增大。
3．(1)电压 小 (2)2 261 (3)900 600
解析 (1)当开关S接到位置6时，电流表与电阻R3、R4串联，电阻R3、R4起到分压作用，多用电表为电压表；开关S接到位置5与接到位置6相比，接到6时串联的电阻大，分压作用也大，电压表的量程也更大，因此开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程小。
(2)当开关S接到2位置时，并联的电阻大，分流小，其电流表的量程小，因此开关S接位置2时是小量程的电流挡；
设开关S接1时的最大电流为I1，接2时最大电流为I2，由题意可知，当开关接到1时，有Ig(r＋R2)＝(I1－Ig)R1
当开关接到2时，
有Igr＝(I2－Ig)(R1＋R2)
代入数据解得R2＝261 Ω
(3)由上述分析可知，当开关S接到位置4时，电路中的满偏电流Im＝10 mA，根据闭合电路欧姆定律可得
R内＝eq \f(E′,Im)＝eq \f(9,10×10－3) Ω＝900 Ω
由指针偏转到电流表G1满刻度的eq \f(3,5)处可得eq \f(3,5)Im＝eq \f(E′,R内＋Rx)，解得Rx＝600 Ω。
4．(1)黑 (2)53.0 (3)1.537
(4)15 35 (5)D
解析 (1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进，黑表笔(负接线柱)流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔。
(2)电流表的量程是60 mA，由题图丙可知，其分度值为1 mA，示数为53.0 mA。
(3)当表头短接时电路电流最大，为表头的满偏电流Ig＝eq \f(E,r＋R＋rg)，设多用电表的内阻为Rg，则Rg＝r＋R＋rg，当待测电阻等于Rg时，这时表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以Rg又称为中值电阻。当选择×1 Ω挡测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15 Ω，根据(2)知多用电表外的电阻阻值为14.0 Ω，干路电流是53.0 mA，则电源电动势是E＝I(R内＋R外)＝0.053 0×(15＋14.0) V＝1.537 V。
(4)欧姆表的内阻r＝eq \f(E,I)＝eq \f(1.5,100×10－6) Ω＝15 kΩ
表盘上30 μA刻度线对应的电阻刻度值R＝eq \f(E,I′)－r＝eq \f(1.5,30×10－6) Ω－15 000 Ω＝35 000 Ω＝
35 kΩ。
(5)人是导体，若双手捏住两表笔金属杆，待测电阻与人体并联，测量值将偏小，故A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需增大或者减小倍率，重新调零后再进行测量，故B错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，即测量值大于200 Ω小于250 Ω，故C错误；为保护电路安全，测量电路中的某个电阻，应把该电阻与电路断开，故D正确。
5．(1)红 B (2)1 600 (3)1.1
(4)准确
解析 (1)根据黑表笔接内部电源的正极，可以判断a为红表笔；当电表满偏时，电表总内阻为R内＝eq \f(E,Ig)＝1 500 Ω，所以滑动变阻器应选择B；
(2)可以先求欧姆表的中值电阻，当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半，对应的电阻为中值电阻，E＝eq \f(1,2)Ig(R中＋R内)，R中＝R内＝1 500 Ω，即表盘刻度为15时代表1 500 Ω，倍率为“×100”，所以被测电阻的阻值为1 600 Ω。
(3)倍率为“×10”时，中值电阻为150 Ω，即内阻为150 Ω，由此可知，满偏电流变为原来的10倍，即0.01 A，1×10－3×10 V＝(0.01－1×10－3)R1，解得R1＝1.1 Ω。
(4)设电源电动势为E，干路电流为Ig，调零后电表内阻为R内，电表指针指到表盘某处时，电表的电流为I，对应的待测电阻为Rx，根据闭合电路欧姆定律E＝IgR内，E＝I(Rx＋R内)，整理得Rx＝E(eq \f(1,I)－eq \f(1,Ig))，由于满偏电流相同，电动势相同，指针指相同的位置时电流相同，所以Rx相同，即测量结果准确。