（全国版）2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点5实验：练习使用多用电表教案

考点5 实验:练习使用多用电表

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考向 多用电表原理及读数方法 [2017全国Ⅲ,23,9分]

图(b)

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;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 μA,内阻为480 Ω.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×100 Ω挡.

(1)图(a)中的A端与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接. (2)关于R6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R6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R6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R6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R1+R2= Ω,R4= 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) 必备知识:多用电表原理、电路结构、操作要领、读数方法及有效数字等. 关键能力:多用电表原理及电路结构的理解能力. 解题指导:选择开关接“1”“2”为电流表,接“4”“5”为电压表,接“3”为欧姆表且与电源负极相连,故B端为红表笔,A端为黑表笔.调节R6进行欧姆调零,A、B短接指针指在表盘右端电阻“0”位置.已知IG=250 μA,rG=480 Ω,且B接“1”“2”时电流表量程分别为2.5 mA、1 mA,B接“4”“5”时电压表量程分别为1 V、5 V,由这些数据可计算R1+R2和R4.B接“3”为“×100”欧姆挡,根据表盘示数可分别读出2.5 mA挡时的电流、“×100”欧姆挡时的电阻及5 V挡时的电压.

考法1 多用电表原理及电路结构分析

1若一多用电表的内部电路如图所示,已知表头G的内阻为400 Ω,满偏电流为2 mA;两个电池的电动势分别为E=1.5 V,E'=9 V.

图(a)

(1)若R1=1.0 Ω,R2=99 Ω,当选择开关置于“1”时,多用电表测量的是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),其测量的最大值(量程)为 .

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(2)在(1)的条件下,若R5=0.92×10 Ω,R6=9.0×10 Ω,当选择开关置于“6”时,多用电表测量的是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),其测量的最大值(量程)为 . (3)当选择开关置于“3”时,多用电表测量的是 (选填“电流”“电压”或“电阻”);若要测量的是阻值为几千欧姆的电阻,则应当把选择开关置于“ ”.

(1)当选择开关置于“1”时,表头与R2串联后与R1并联,多用电表测量的是电流,设测量

-3-3

的最大值(量程)为I,则有(400 Ω+99 Ω)×2×10 A=(I-2×10 A)×1.0 Ω,解得I=1.0 A. (2)当选择开关置于“6”时,表头与R1和R2并联,然后与R5和R6串联,多用电表测量的是电压,

-3-3

表头满偏时两端电压U0=400×2×10 V=0.8 V,流过R5和R6的最大电流为I'=2×10 A+0.8V1Ω+99Ω

=0.01 A,测量的最大值(量程)为U=I'(R5+R6)+U0=100 V.

(3)当选择开关置于“3”时,多用电表测量的是电阻;若测量的阻值为几千欧姆,则需要的电池电动势比较大,所以应当把选择开关置于“4”.

(1)电流 1.0 A (2)电压 100 V (3)电阻 4 考法2 多用电表的使用与读数

2[2016上海高考,27,6分]在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中.

(1)用多用表测电流或电阻的过程中, . A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零 B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零

C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测 D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测

(2)测量时多用表指针指在如图所示位置.若选择开关处于“10 V”挡,其读数为 V;若选择开关处于“×10”挡,其读数 200 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”).

(1)用多用表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项B错误;在测量未知电阻时,大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行测试,避免电表被烧坏,故选项D正确.

(2)若选择开关处于“10 V”挡,则电表的分度值为0.2 V,此时读数为5.4 V;若选择开关处于“×10”挡,因为欧姆挡的刻度分布是不均匀的,越向左刻度越密集,所以10至30的中间刻度值一定小于20,则其读数应该小于200 Ω.

(1)AD (2)5.4 小于

1.在“练习使用多用电表”实验中,请回答下列问题.

(1)甲同学用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“200 V 100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大,为了减小测量误差,下列选项合理的操作顺序为 (填写选项前的字母).

A.将选择开关旋转到“×1 k”的位置 B.将选择开关旋转到“×10”的位置 C.将两表笔与白炽灯连接好并读数 D.将两表笔短接,进行欧姆调零

(2)甲同学按正确的实验操作,指针停在如图甲所示的位置,则此白炽灯电阻的测量值为 Ω.

(3)乙同学发现该多用电表“直流50 V”挡损坏了,但“直流10 V”挡能正常使用.打开电表

外壳发现如图乙所示的电路板上的电阻R2被烧坏了.若表头A的满偏电流为1 mA,则用 kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡. 考法3 欧姆表测量原理及误差分析

3[2015上海高考,27,4分]如图是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图.

电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω;电池电动势1.5 V、内阻1 Ω;变阻器R0阻值为0~5 000 Ω.

(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零.调零后R0阻值将变 (填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是 Ω.

(2)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 (填“偏大”“偏小”或“准确”).

(1)欧姆调零时,Ig=??,当电池的电动势减小、内阻增大时,重新调零后,R0的阻值将

??+??g+??0

??=3 000 Ω,电动势下降后的内阻??g

??1.5

变小.原来欧姆表的内阻为R内=R'内=??=2 900 Ω.设测得电

g

??'

阻为300 Ω时对应的电流为I,则I=??内

= A;设实际的阻值为R',则有+300Ω3 300

I=??'

??'

内

=,两式联立解得R'=290 Ω. +??'2 900Ω+??'

1.45V

(2)换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,重新调零后,欧姆表内阻不变,所以测量结果准确.

(1)小 290 (2)准确

2.某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表,其电路图如图甲所示.其中电池的电

动势E=1.5 V,内阻可忽略不计;表头G的量程Ig=60 μA,内阻Rg=2 kΩ,表头的表盘如图乙所示.

(1)①开关S1拨至“×1 k”挡,将滑动变阻器R0滑片调到最左端.

②将红、黑表笔短接,此时表头的读数如图乙所示,该读数为 μA.由此可知,滑动变阻器R0的最大阻值为 kΩ(结果保留2位有效数字). ③调节滑动变阻器R0的滑片位置,使电表指针满偏.

④将被测电阻Rx接在红、黑表笔之间,此时电表指针指向20 μA处,则该被测电阻的阻值为 kΩ(结果保留2位有效数字).

⑤根据上述原理,将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度,即做成一个欧姆表. (2)图中R3的阻值为 kΩ(结果保留3位有效数字).

(3)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44 V,改装后的欧姆表仍可以调零.若某次测量结果的读数为50 kΩ,则该被测电阻的真实阻值是 kΩ;若测量结果的读数为25 Ω,则该被测电阻的真实阻值是 Ω.(结果均保留2位有效数字) 考法4 利用多用电表检测电路故障

4电磁式多用电表是实验室中常用的测量仪器,通过转换开关挡位的调节可实现不同的测量功能.

(1)测量时多用电表指针在如图1所示的位置,若选择开关处于“10 mA”挡,其读数为 mA;若选择开关处于“×10”挡,指针指在“5”和“10”的正中间,指针附近的其他刻度模糊,则被测电阻的阻值 75 Ω(选填“大于”“等于”或“小于”).

图1

(2)多用电表处于欧姆挡时,其电路原理如图2所示,表内电源电动势为E,测量电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图象如图3所示.则:

①图2中A为 (填“红表笔”或“黑表笔”);

②图3中图线的函数表达式为I= (用题及图中符号表示).