(能力提高练) 第六节 实验：练习使用多用电表-2023年高考物理一轮系统复习学思用

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【能力提高练】 第六节 实验：练习使用多用电表
1．(2022•高考湖南卷)小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻(最大阻值为)，、、为定值电阻()，电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：

(1)短接①②，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数变为，则______(填“大于”或“小于”)；
(2)将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”)；
(3)若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时，调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”)；
(4)在“”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在①②间接入待测电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则______。
【解析】 (1)[1]根据题意可知，所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻，电源电动势不变，根据可知；
(2)[2]当开关拨向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即；
(3)[3]从“”挡位换成“”挡位，即开关从拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计所在支路的电流，所以需要将的滑片向上调节；
(4)[4]在“”挡位，电路图结构简化如图

第一次，当①②短接，全电路的总电阻为，通过干路的电流为，电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为，电流表偏转了量程的，则，结合第一次和第二次解得
第三次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为，电流表偏转了量程的，则，结合第二次和第三次，解得
【答案】 ①大于 ② ③向上 ④
2．(2022•四川省成都市第七中学高三(下)第七次测试)某实验小组设计的欧姆表内部结构可简化成图甲所示电路，其中电源内阻r=1.0Ω，A、B为两表笔，通过读取流过电流表A的电流值得到被测电阻的阻值。

(1)使用该欧姆表测电阻时，需要调节滑动电阻器使电流表A满偏，如图乙所示，下列操作正确的是___________(填写选项前的序号)
①闭合开关S，两表笔间不接入任何电阻
②闭合开关S，将两表笔短接
(2)该欧姆表的“0Ω”位于表盘的___________(选填“左端”或“右端”)。
(3)该同学想用一个电阻箱来测出电路中电源的电动势E，将欧姆表与电阻箱连成闭合回路，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表A的示数I；在图丙中描点作图，得到图线，由图丙可求出电源的电动势为___________V。
(4)若电流表A的量程为Ig，按照正确操作步骤测量某电阻阻值，电流表A指针指在处，则电阻阻值为___________Ω。
【解析】 (1)[1]闭合开关S，将两表笔短接,则该电路的外电路被短路，电流表没有示数，变阻器失去了调节电流的作用。故选①闭合开关S，两表笔间不接入任何电阻。
(2)[2] 两表笔间不接入任何电阻时，指针偏转到最右端，此时待测电阻为最大值，因此该欧姆表的“0Ω”位于表盘的左端。
(3)[3]根据闭合电路欧姆定律，有，整理，可得，由丙图，可知，联立，可得
(4)[4]电流表A指针指在处，有，带入上式，有，解得
【答案】 ①① ②左端 ③3.0 ④0.625
3．(2022•四川省南充高级中学高三(上)第六次月考)多用表是由电流表改装的，现有一个量程为5mA、内阻的表头，用它改装成如图的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个不同的档位。电流表的两个档位中，大量程是小量程的10倍。

(1)当转换开关S旋到位置_______时，是电流档的量程较大档。
(2)若用欧姆档测二极管的反向电阻，则图中的A端应与________(填“红”或“黑”)色表笔连接后，再将此表笔金属部分与二极管的__________(填“正”或“负”)极相接触。
(3)图中的电源E的电动势为9.0V，当把转换开关S旋到位置3，在AB之间接900Ω电阻时，表头的指针刚好半偏。已知之前已经进行了必要的、正确的操作，则转换开关S旋到位置“1”时，量程是__________；且可得＝__________Ω，＝__________Ω。
【解析】 (1)[1]当转换开关S旋到位置1或2时，是电流挡，并联电阻越小量程越大，故接1时的量程较大。
(2)[2]红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，故A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔。
[3]用欧姆档测二极管的反向电阻，将此表笔金属部分与二极管的正极相接触。
(3)[4] 已经将A、B短接调零了(即让表头满偏)，在AB之间接电阻时，表头G刚好半偏，说明：当表头半偏时，改装后的电流表的总内阻，则转换开关S在2时电流表的量程为，转换开关S在1时，电流表的量程为
[5][6] 接2时，接1时，解得，
【答案】 ①1 ②红 ③正 ④100mA ⑤10 ⑥90
4．(2022•银川一中第六次月考)某次实验活动中，小明要测量量程为3V的电压表内阻，其步骤如下：
(1)先用多用电表的欧姆档“100”的倍率经正确的步骤测量，发现指针偏转角度很小，换用_______(填“10”或“1k”)欧姆挡重新调零后测量，表盘显示如图甲所示，测得的电阻值为_______Ω。

(2)小明想进一步精确测量其阻值，现有的器材及其代号和规格如下：
A．待测电压表
B．电压表(量程15V，内阻约50kΩ)
C．定值电阻(44kΩ)
D．滑动变阻器R(0～20Ω)
E．直流电源E(电动势15V，内阻很小)
F．开关S与导线若干
Ⅰ．根据所提供的器材，请在图乙方框内设计出测量电路图________；(在图中元件标上相应代号如：、、、R)
Ⅱ．若电压表示数用表示，电压表示数用表示，根据实验中获得的数据，画出图象如图丙所示，根据图象可求得电压表阻值为_________kΩ(结果保留二位有效数字)。
【解析】 (1)[1]欧姆表指针偏角很小，说明所选档位太小，为准确测量电阻阻值，应换用“1k”欧姆档重新调零后测量。
[2]调零后，该电阻读数为
(2)[3]按照伏安法的原理，用一个定值电阻和电压表作电流表使用，可求出待测电压表的电流，由于滑动变阻器最大阻值较小，控制电路采用分压接法，故设计电路如图所示

[4]根据电路结构和串并联电路电流电压关系可得，整理可得，根据图像的斜率，求得
【答案】 ①“1k” ②12000 ③见解析 ④11
5．(2022•辽宁省沈阳市第二中学高三(下)二模)在“多用电表的使用”实验中：
(1)甲同学利用多用电表测量电阻。他用电阻挡“”测量时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，操作顺序为________(填写选项前的字母。

A.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“”
B.将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
C.将选择开关旋转到电阻挡“”的位置
D.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
(2)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。闭合开关，以下操作正确的是________。
A.将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图1的电路测量小灯泡的电阻
B.将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图1的电路测量小灯泡两端的电压
C.将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图2的电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡，把图2中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流
(3)丙同学将选择开关旋转到“直流250mA”挡作为电流表，设计了如图3所示的电路，已知电流表内阻，，。若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为________A；若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为________V。

【解析】 (1)[1]甲同学用电阻挡“”测量时发现指针偏转角度过小，说明倍率档选择过低，应该选择档，换挡后再重新调零，然后进行测量，则下列选项中合理的操作顺序为CAD。
(2)[2]A．根据欧姆档使用规则，严禁在通有电流的电阻上使用欧姆档测量电阻，则选项A错误；
B．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图1的电路测量小灯泡两端的电压，红表笔接高电势点，电流从红表笔流入，选项B正确；
CD．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图2的电路测量通过小灯泡的电流，电流从红表笔流入，选项C正确，D错误；故选BC。
(3)[3]因，则若将接线柱1、2接入电路时，当电流计满偏时，通过R1的电流也为250mA，则最大可以测量的电流为500mA=0.5A；
[4]若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为
【答案】 ①CAD ②BC ③0.5 ④1.5
6．(2022•沈阳市第二中学高三(上)二模)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量_________；当S旋到位置________时，电表可测量直流电流，且量程较大。

(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择_________(填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。
实验器材如下：
A．干电池(电动势E为3.0V，内阻r不计)；
B．电流计G(量程300 μA，内阻99Ω)；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0=1Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①在乙图，表盘上100 μA刻度线对应的电阻刻度值是___________Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为___________。
【解析】 (1)[1][2]由图所示可知，当转换开关S旋到位置5、6时，表头G与电阻串联，此时可用来测量直流电压;
由图所示电路图可知，当S旋到位置1时与表头G并联的电阻阻值较小，此时电流表量程较大
(2)[3]测量某电学元件的电阻，选用“´10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“´100”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。
[4]当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由欧姆定律得，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了，测得的电阻值将偏大．
(3)①[5]欧姆表中值电阻等于欧姆档内部电阻，则中间刻度值对应示数为，根据闭合电路欧姆定律有，，解得，所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是。
②[6]当电流计满偏时，电流计内阻为99Ω，给电流计并联1Ω的电阻，流过R0的电流，根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于。
【答案】 ①直流电压 ②1 ③×100 ④偏大 ⑤2×104 ⑥100：1
7．(2022•双鸭山市第一中学高三(上)期末)如图所示的一块多用电表的示意图，它是一种可以同时测量电压、电流和电阻的电表。有多种挡位，使用时将两支表笔分别接触被测物体两端。在测量电阻时要进行倍率选择，只有明晰了多用电表欧姆挡的倍率转换原理，才能更安全、尽量准确的达到实验目的。

(1)中值电阻是分析多用表问题时常提到的一个概念，多用表表盘上中间的数值就是中值电阻值。含义是当测量的电阻值等于多用表的内阻时，电流为满偏电流的一半。因为指针在中间，所以叫中值电阻。如果选择“×1”倍率，上图该表的中值电阻R中=______Ω，如果选择“×1k”倍率，该表的中值电阻R中1=______Ω。
(2)图abc三个电路图中不可以实现欧姆表倍率转换的是______(填“a”、“b”、“c”)。

(3)如图是另一种倍率转换的欧姆表内部电路图，当开关S合向___端，这时的欧姆表是较大的倍率挡。并且使用该表一段时间后，电源电动势减少，内阻增加，但是仍然能调零，结合上述分析，用该表测量的电阻的测量值___真实值。(填：“>”、“真实值。
【答案】 ①15 ②15000 ③c ④b ⑤>
8．(2022•黑龙江省实验中学高三(上)第六次月考)某同学在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中：
(1)为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“1k”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图所示，则读数应记为________kΩ。

(2)再进行精确测Rx的电阻，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A.电流表A1(量程0~1mA，内阻约30Ω)
B.电流表A2(量程0~0.6A，内阻约0.05Ω)
C.电压表V1(量程0~1V，内阻约10kΩ)
D.电压表V2(量程0~10V，内阻约100kΩ)
E电源E1(电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计)
F.电源E2(电动势12V，额定电流2A，内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω，额定电流2A)
为使测量尽量准确，电流表选用___________，电压表选用___________，电源选用__________。(均填器材前的字母代号)
(3)为了提高测量精度，实验时需要测量多组数据，结合(2)中所选择的器材，在下面虚线方框中画出实验电路图，并用所选器材符号表示或标注电路中各元件。( )

(4)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
【解析】 (1)[1]用“1k”挡，指针静止时指在如图甲所示刻度，读数为10，乘挡位“1k”，所以是10kΩ。
(2)[2][3][4]若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15mA，电流表选用A还达不到半偏，电源应选用F。电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，电压表选用D。由此可知电路中的电流最大值约为1.2mA，电流表选用A。
(3)[5]由于，所以测量电路选择电流表内接法，由于实验要测量多组数据，且滑动变阻器的总阻值远小于待测电阻Rx，所以滑动变阻器采用并联分压式连接，电路图如图所示。

(4)[6]因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，，而，所以。
【答案】 ①10 ②A ③D ④F ⑤ ⑥大于
9．(2022•黑龙江省哈三中高三(下)一模)图甲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250，内阻为240Ω。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1V挡和50V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡。

(1) 图甲中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接；
(2)根据题给条件可得R1+R2= ________Ω，R4=________Ω；
(3)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______mA；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________Ω；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_______V。
【解析】 (1)[1]根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”，即A端与黑色表笔相连接；
(2)[2][3]直流电流挡分为1mA和2.5mA，由图可知，当接2时分流电阻较大，量程较小，应为1mA挡，根据串并联电路规律可得，R1、R2与表头G并联的总电阻为，接4时，为电压挡，因串联的电阻较小，故应为量程1V的电压挡，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串联再改装成电压表，根据串联电路规律可得
(3)[4] 若与1连接，为直流2.5mA挡，最小分度是0.05mA，读到mA百分位，由图可知读数为1.30 mA；
[5]若与3连接，则为欧姆表×10Ω挡，读数为Rx=14.0×10Ω=140.0Ω
[6]若与5连接，则为量程为50V的电压挡，最小分度为1V，应估读到下一位，故读数为26.0V。
【答案】 ①黑 ②80Ω ③940Ω ④1.30 mA ⑤140.0Ω ⑥26.0V
10．(2022•河北省沧州市第一中学高三(下)第一次月考)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)，电阻箱(0~99999.9Ω)，干电池(E=1.5V，r=1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干．

(1)欧姆表设计：将图(a)中的实物连线组成欧姆表．( )欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω：滑动变阻器选____(填“R1”或“R2”)．
(2)刻度欧姆表表盘：通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为____、____．

(3)校准：红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为_______Ω．

【解析】 (1)连线如图：根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择R1；

(2)在a处，，解得Rxa=45kΩ；在b处，则，解得Rxb=5kΩ；
(3)校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0 kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35000.0Ω．
【答案】 ① ②900 ③R1 ④45 ⑤5 ⑥0 ⑦35000.0
11．(2022•广东省名校高三(下)开学测试)利用图a所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表(量程10mA)，电阻箱，导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零；
(2)将电阻箱阻值调到最大，再将图a中多用电表的红表笔和_____(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(3)调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图b所示，则该读数为_________W；

(4)甲同学根据，得到关于的表达式，以为纵坐标，R为横坐标，作图线，如图c所示；由图得E=______V，R内=______W。(结果均保留三位有效数字)
(5)该多用电表的表盘如图d所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断电阻“×10”挡内部电路的总电阻为______Ω，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是_________________。
【解析】 (2)[1]欧姆表中电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电流表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；
(3)[2]由图可知，电阻箱读数为
(4)[3][4]由变形得，由图像可得，解得，截距为，得
(5)[5]由图可知，此欧姆表的中值电阻为，则电阻“×10”挡内部电路的总电阻为
[6]由甲同学处理方法可知，由于没有考虑毫安表的内阻，如果考虑毫安表的内阻则有，由此可知，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内阻
【答案】 ①1 ②23.2 ③1.43 ④200 ⑤150 ⑥甲同学没有考虑毫安表内阻的影响
12．(2022•福建省漳州一中高三(下)第五次阶段考)如图所示，图1为多用电表中欧姆表的电路图，已知灵敏电流计表头内阻Rg=900，满偏电流Ig=100A，电源电动势E=1.5V，内阻r=1。定值电阻R1=10，R2=90。图2为多用电表的表盘，请回答下列问题：
(1)图1中__________为红表笔(填“a”或“b”)；
(2)当要使欧姆表的倍率为“×100”时，电键应拨至___________位置(填“1”或“2”)，再进行欧姆调零后，接着测量某一电阻，电表指针指示位置如图2所示，则该电阻阻值为___________。
(3)某同学把电键拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的电阻应为_______。

【解析】 (1)[1]在多用电表的使用过程中，我们需要让电流从红笔流入，黑笔流出，所以在当欧姆挡使用时，黑表笔接着内部电源正极，所以a为红表笔。
(2)[2]当电键拨至1时，这时候电流表等效的量程为，所以这时候的中值电阻为，所以当电键拨至1时，欧姆表的倍率是“×100”；
[3]欧姆表读数为表盘刻度值乘以倍率，所以读数为14×100Ω=1400Ω
(3)[4] 当电键拨至2时，这时候电流表等效的量程为，等效内阻为，所以这时候的中值电阻为，所以滑动变阻器接入电路的电阻为
【答案】 ①a ②1 ③1400 ④139.1
13．(2022•福建省福州一中高三(下)二模)2020年新冠状病毒肆虐的疫情假期，物理兴趣小组成员陈俊宇同学，根据手头的实验器材设计了如图所示的欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。可用器材如下：

A．干电池(电动势，内阻不计)
B．电流表G(满偏电流，内阻)
C．定值电阻R0(阻值为5.0Ω)
D．滑动变阻器R1(最大阻值150Ω)
E．定值电阻Ra
F．定值电阻Rb
G．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
(1)该兴趣小组陈俊宇同学按照如图所示电路图连接好实验电路。当开关S合向_______(填“a”或“b”)，欧姆表的倍率是“×10”倍率；
(2)已知欧姆表为“×1”倍率时的中值电阻为15Ω，则定值电阻Ra=_______Ω，Rb=_______Ω；
(3)将开关S合向b，第一步：调节滑动变阻器R1，当R1=______Ω时，将红、黑表笔短接，电流表电流达到满偏电流。第二步：在红、黑表笔间接入待测电阻Rx，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻Rx=____Ω。
【解析】 (1)[1]把虚线框内的电路等效成一个电流表﹐设当开关S合向a端时﹐等效电流表满偏电流为Ia。当开关S合向b端时，等效电流表满偏电流为Ib，根据串联规律可得，，可以看出，所以当开关S合向b端时﹐欧姆表是“×10”倍率挡；
(2)[2][3]当开关S合向a端时﹐中值电阻，则，当开关S合向b端时﹐中值电阻，则，结合和，可解得，
(3)[4][5]开关S合向b端时，把虚线框内的电路等效成一个电流表﹐其内阻，，解得，此时将红﹑黑表笔短接，电流表电流达到满偏电流。当电流表指针指向的位置，干路电流为，，解得
【答案】 ①b ②1 ③9 ④ ⑤300