4.3科学测量：多用电表测量电学量 同步作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
4.3科学测量：多用电表测量电学量
同步作业（解析版）
1．有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为：“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该（　　）
A．换用“×1k”挡，不必重新调整调零旋钮
B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮
C．换用“×1k”挡，必须重新调整调零旋钮
D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮
2．实验室里可以用欧姆表直接测量电阻．如图所示，虚线框内是欧姆表的简化结构图，它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成．某欧姆表的刻度值是按电源电动势为1.5V来刻度的，电流表的满偏电流为10mA．使用一段时间后，发现电动势已降为1.2V，此时重新调零后，用该欧姆表测得某电阻值为200Ω，则此电阻的实际值为（　）
A．160Ω
B．180Ω
C．200Ω
D．220Ω
3．某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为5.00mA；两支表笔与300的电阻相连时，电流表的读数为2.00mA。下列选项正确的是（　　）
A．若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度仍然是均匀的
B．用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值
C．由题中数据可以求得这个装置的内阻为300
D．用这个装置测量600的电阻时，电流表的示数为1.25mA
4．使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是(
　)
A．在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
B．每一次换挡，都要重新进行一次调零
C．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“∞”处
D．测量时，若指针偏转很小(靠近∞附近)，应换倍率更大的挡进行测量
5．一多量程多用电表的简化电路如图所示，该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成，当转动选择旋钮S时，可实现不同的功能。已知表内电池的电动势E＜E′，下列关于多用电表的说法，正确的是（
）
A．当S接通1或2时，为电流挡，接2时量程较大
B．当S接通3或4时，为欧姆挡，接4时比接3时倍率高
C．当S接通3或4时，为电流挡，接4时量程较大
D．当S接通5或6时，为电压挡，接6时量程较大
6．如果用欧姆挡来测某电阻，当用挡测量时，若指针指在表盘左端刻线附近，则应换用___________（填“”或“”）挡。
7．多用电表使用时应先将______旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的______．
8．根据如图所示指针位置，已经选择了“”的挡位，此时被测电阻的阻值约为________Ω.
9．某同学用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，读数是_______mm；用多用电表“×1”档测该金属丝的电阻，如图乙所示，读数是_________Ω．
10．使用多用电表测电压：
①选择直流电压挡合适的______，并将选择开关旋至相应位置．
②将多用电表______在待测电路两端，注意______表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势高．
③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值，读数时注意______刻度所表示的电压值．
11．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S、T，请完成并根据下列步骤进行电阻测量：
①旋动部件___________（选填“T”或“K”或“S”），使指针对准电流的“0”刻线；
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置；
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件___________（选填“T”或“K”或“S”），使指针对准电阻的“0”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，___________（选填下面两个选项中的“A”或“B”），再完成测量和读数。
A．将K旋转到电阻挡“”的位置
B．将K旋转到电阻挡“”的位置
12．某同学组装完成的简易多用电表的电路图如图甲所示。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，A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，当A端接“3”时为欧姆“×100Ω”挡。
(1)图甲中A端与______（填“红”或“黑”）表笔相连接；
(2)当A端接“4”或“5”时为电压表，则A端接“4”时的量程______（填“大于”、“等于”或“小于”）A端接“5”时的量程；
(3)某次测量时，该多用电表指针位置如图乙所示，若此时A端是与“3”相连的，则多用电表的示数为______。
13．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
（1）如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图，通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能，关于此多用电表，下列说法中正确的是______；
A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱A接的是红表笔
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱A接的是红表笔
C．当S按触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱A接的是黑表笔
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱A接的是黑表笔
（2）若表头G的满偏电流为，内阻为，电源的电动势为，内阻不计，改装后多用电表直流电流挡的量程为，直流电压挡的量程为，欧姆挡的倍率为“”，则______，______，为方便进行调节和测量，滑动变阻器应选______（选填“”或“”），若该同学想在原表盘的电流刻度上重新标上相应的欧姆档刻度，则原表盘处应标上的数字为______。
14．如图所示，为某实验小组制作的简易多用电表的电路原理图。已知灵敏电流计G的满偏电流、内阻。图中、是定值电阻，是滑动变阻器。选择开关S有“1”、“2”、“3”三个接线柱。
(1)图中，A表笔是___________表笔（选填“红”或“黑”）；若要测量晶体二极管的正向电阻，则晶体二极管的正极应接___________表笔（选填“A”或“B”）。
(2)选择开关S接“1”时，改装成量程为的电流表，选择开关S接“3”时，改装成量程为的电压表，则=___________Ω，
=___________Ω。
(3)选择开关S接“2”时，调零后用它测阻值为的标准电阻，电流表指针恰好指在刻度盘的正中央，接着用它直接测量一个未知电阻，电流表指针恰好指在刻度盘的量程处，则该未知电阻的阻值为________Ω。
15．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)多用电表的红表笔应是图甲中的____
端（填“A”或“B"）。
(2)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_____；当选择开关S旋到位置3、4时，电表用来测量______；
(3)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。
16．课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线，并测量其正向电压为3.2
V时的电阻值。
（1）由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是____端。（选填“A”或“B”）
（2）选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线：
A．待测二极管D
（）
B．电源电动势E（4.5
V，内阻较小）
C．电流表
A（量程0~40
mA，内阻可忽略）
D．电压表V（量程0~3
V，内阻为6000
Ω）
E.滑动变阻器R1（最大阻值10
Ω）
F.滑动变阻器R2（最大阻值100
Ω）
G.定值电阻R3（1500
Ω）
H.开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选_______（填写器材前字母序号）
②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材补充完整电路图；（________）
③某同学以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，测量出多组数据，描绘的图线如图丙所示，则当二极管的两端电压为3.2
V时，二极管的电阻值为_____Ω。（保留三位有效数字）
17．某实验小组测定R的电阻，除了欧姆表外实验室还提供如下器材：
电流表A。
电池组E：电动势4.5V，内阻不计：
电压表V：量程3V，内阻约为5kΩ；
滑动变阻器R0：阻值范围0~5Ω，额定电流2
A；
开关S、导线若干。
（1）先选用欧姆表“×1”挡进行粗测，正确操作后表盘指针如图所示，则该电阻的测量值为______Ω；
（2）电流表A有20mA和100mA两个量程，接线柱A为公共端，电路原理如图，已知表头G的满偏电流为Ig=1mA，内阻rg=190Ω，R1=2Ω，R2=8Ω，本实验中应将A和接线柱______（填“1”或“2”）接入电路。
（3）实验小组想提高电阻测量的准确度，采用伏安法进行测量，实验要求尽可能多的测量数据，请你根据所提供的器材在方框内画出电路图______。
（4）连接实物图，闭合开关调节滑动变阻器得到多组U—I数据，测量数据作出U—I图像如图所示，则电阻R=______Ω（保留3位有效数字）。
18．如图（a）为简易多用电表的电路图。图中E是电动势为1.5V的干电池；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为600Ω。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，分别为：直流电压2.5V挡位和10V挡位；直流电流1mA挡位和10mA挡位；欧姆挡位。
（1）根据题给条件可得R1＋R2=___________Ω，R4=___________Ω。
（2）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___________mA；若此时B端是与“3”相连的，则读数为___________Ω；若此时B端是与“4”相连的，则读数为___________V。
（3）表内干电池由于使用时间较长了，导致电池的电动势变小，内阻变大了，但还能进行欧姆调零。此时测量一电阻的电阻值，在各项操作都无误的情况下，电阻的测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）电阻的真实值。
参考答案
1．D
【详解】
欧姆表的零刻度在最右边，指针偏角大说明被测电阻小，因此，要换小挡位×10，且要重新欧姆调零，故D正确，ABC错误；
故选D。
2．A
【详解】
欧姆表的内阻为
当测量值为200Ω时的电流值为
调零后内阻为
则电动势为E′=1.2V，电流值为时的电阻值为：
解得：
故选A。
3．D
【详解】
A．用电流表测电阻时，根据闭合电路欧姆定律，有
可见将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度不是均匀的，选项A错误；
C．由题意，根据闭合电路欧姆定律，则有：
把看成一个总电阻，则由上面两式可得
选项C错误；
B．当待测电阻与电表的中值电阻接近时读数最准确，而小灯泡的电阻远远小于电表的中值电阻用，所以不能用这个装置粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值，选项B错误；
D．用这个装置测量600的电阻时，有：
解得电流表的示数为
I3=1.25mA
故选D。
4．BCD
【详解】
A．在测量电阻时，电流从黑表笔流出，经被测电阻到红表笔，再流入多用电表，故A错误；
B．每换一次挡位，都要进行一次欧姆调零，故B正确；
C．使用前检查指针是否停在欧姆挡刻度线的“∞”处，故C正确；
D．测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较大的挡来测量，故D正确。
故选BCD。
5．BD
【分析】
主要考察万用表的原理以及电表的改装。
【详解】
A．由图可知，当S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，电阻与表头并联，当并联电阻越小时，量程越大，因此前者量程较大，A错误；
BC．由图可知，当S与3、4连接时，测量电阻，为欧姆档，接4时比接3时倍率高，B
正确、C错误；
D．
要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，D正确。
故选BD。
【点睛】
理解电表的改装原理是解题的关键。
6．
【详解】
指针指在表盘左端刻线附近说明所选电阻挡过小，应换用更大的电阻挡，故选用“”挡。
7．选择开关
量程
【详解】
略
8．30k
【详解】
欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值，即为30×1000=30kΩ
9．0.900mm
7.0Ω
【详解】
[1]螺旋测微器读数时，先读出固定刻度线的分度值，再读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即0.001
mm．本题中的读数为
0.5
mm+40.0×0.01
mm=0.900
mm
[2]欧姆档选用×1档，指针示数为7.0；故读数为7.0×1=7.0Ω；
10．量程
并联
红
最小
【详解】
略
11．S
T
A
【详解】
①[1]首先要对表盘机械校零，所以旋动部件是S；
③[2]接着是欧姆调零，“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，让表盘指针指在最右端电阻的零刻度处；
④[3]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，要使指针指在中间刻度附近，所以要将倍率调大。原因是指针偏转小，则说明刻度盘值大，现在要指针偏大即刻度盘值要小，则只有调大倍率才会实现。
故选A。
12．红
小于
900Ω
【详解】
(1)[1]与多用电表内电源正极相连的是黑表笔，与多用点表内电源负极相连的是红表笔，故图中的A端与红色表笔相连接；
(2)[2]当A端接“4”时R4为分压电阻，当A端接“5”时R4和R5为分压电阻，故A端接“4”时的量程小于A端接“5”时的量程；
(3)[3]当A端接“3”时为欧姆“×100Ω”挡，则多用电表读数为900Ω。
13．A
240
820
10
【详解】
(1)[1]A．当S接触点1时，多用电表内部电路为灵敏电流计并联定值电阻，故处于测量电流的挡位，根据多用电表的“红进黑出”易知其中接线柱A接的是红表笔，A正确；
BC．当S接触点2时，多用电表内部电路含有电源，处于测量电阻的挡位，接线柱A接的是红表笔，BC错误；
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，根据多用电表的“红进黑出”易知其中接线柱A接的是红表笔，D错误。
故选A。
(2)[2]改装后多用电表直流电流挡的量程为，根据分流原理，有
代入数据，得
[3]改装后电流表的内阻
解得
则有
代入数据，得
[4]欧姆档的电源电动势为1.5V，可知电路中总电阻最小为
欧姆档的倍率为“”为了方便调节，要求指针尽量指在中间，故内阻应与待测电阻相差不多。所以应该选最大阻值为“”的。
[5]先计算多用电表的中值电阻，有
原表盘处的电流读数为
，有
解得
欧姆挡的倍率为“”故原表盘处应标上的数字为10
14．红
B
160
4880
【详解】
(1)[1][2]图中，A表笔接内部电源的负极，是红表笔；若要测量晶体二极管的正向电阻，需给二极管加正向电压，则晶体二极管的正极应接B表笔。
(2)[3][4]选择开关S接“1”时，改装成量程为的电流表，则
此时改装后电流表内阻
选择开关S接“3”时，改装成量程为的电压表，则
(3)
[5]调零后
测阻值为的标准电阻时
电流表指针恰好指在刻度盘的量程处时
解得
15．A
电压
电阻
×100
【详解】
(1)[1]多用电表的红表笔应是图甲中的A
端。
(2)[2][3]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，电表用来测量电压，因为电压表是灵敏电流计串联电阻构成的；当选择开关S旋到位置3、4时，电表用来测量电阻，因为欧姆表内有电源；
(3)[4]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，是大电阻，需要更换大挡，因此需选择×100倍率的欧姆挡。
16．A
E
160
【详解】
（1）[1]当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，则说明测量的是反向电压，而电流是从黑表笔流出的，所以黑表笔接的是二极管的负极，即正极在A端。
（2）①[2]因要测量多组数据且电压和电流从零开始变化，所以用分压电路，则滑动变阻器选小电阻，则选E。
②[3]由于电压表的最大量程为3
V，量程不够，所以要与定值电阻串联来扩大量程，且电流表内阻很小，则电流表内接；
③[4]由图丙可得，当二极管两端电压为3.2V时，设电压表示数为U，则有
代入数据解得
由图丙可知，此时电流表示数为20mA，根据欧姆定律可得
17．30
1
28.3（27.7~29.0）
【详解】
（1）[1]欧姆表换“×1”挡进行测量，读数为30Ω。
（2）[2]根据闭合电路欧姆定律可知，选用接线柱1时，电流表的最大测量值为100mA，选用接线柱2时，电流表的最大测量值为20
mA．提供的电压表最大量程为3V，待测电阻阻值约为30Ω，故应选用接线柱1。
（3）[3]由于电流表的内阻已知，电流表选用内接法，要测量多组数据并且滑动变阻器阻值太小，应选用分压式接法，电路图如下图所示
（4）[4]由图像得
电流表内阻
可得待测电阻阻值
。
18．200
2350
4.0
2200
1.00
大于
【详解】
(1)[1]由电流表的改装原理可知，接1时电流表的量程较大，为10mA挡，接2时为1mA挡位，由串并联知识可得
[2]表头G与R1、R2的总电阻为R=150，接4为2.5V挡，由电压表的改装原理可得
(2)[3]B端与“1”相连时为10mA挡，最小分度为0.2mA，不用估读到下一位，故读数为4.0mA。
[4]B端与“3”相连时为电阻挡，故读数为
22=2200Ω
[5]B端与“4”相连时为电压2.5V挡，最小分度为0.05V，不用估读到下一位，读数为1.00V。
(3)[6]由于电池的电动势变小，内阻变大了，导致中值变大，故读数总体会偏大，即电阻的测量值大于电阻的真实值。