人教版新教材必修三 11.5 实验：练习使用多用电表 黑盒子专题（含答案）

人教版新教材必修三第十一章黑盒子专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共9小题，共54.0分）
1. 用多用电表探测下图所示黑箱发现：用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，、两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔与电表内部电源的正极相连接点，红表笔与电表内部电源的负极相连接点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图中的( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示，黑盒子有三个接线柱，用多用电表欧姆挡探究其内部电路．当黑、红表笔分别接触、时电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失；当黑、红表笔分别接触、时电表指针发生稳定的偏转角度；当红、黑表笔分别接触、时电表指针不发生偏转；则黑盒内电路可能是下列选项中的( )
A. B. C. D.
3. 多用电表是一种多功能仪表，在实验室里经常用来测电流、电压、电阻和鉴别电学元件。用多用电表鉴别三个电学元件：电阻、二极管、电容器，欧姆表选择“”挡位，欧姆调零后进行测量，测量结果如表格所示：
电学元件 测量结果
甲 红表笔接左端时指针偏角很大，反接时指针偏角很小
乙 开始指针偏角很大，然后偏角逐渐减小到零
丙 正反接阻值相同，但指针偏角太大
下列说法不正确的是( )
A. 使用完毕后，将选择开关旋转到直流电压最高挡或位置
B. 元件甲为二极管，右端为正极
C. 元件乙为电容器
D. 元件丙为电阻，为了减小测量误差，应换低倍率挡位直接进行测量
4. 如图所示，黑盒中有一个单向导电元件，当元件中电流沿一个方向时，单向导通，其电阻为零反之，则截止，反向电阻无穷大。还有两个阻值均为的电阻。它们与黑盒的接线柱、、连接成电路，用多用电表的欧姆挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表格所示，那么黑盒中的线路是下图电路中的( )
黑笔触点
红笔触点
表头读数
A. B. C. D.
5. 图中的、、为黑箱即看不见内部电路结构的一个盒子上的三个接点，两个接点间最多只能接一个电学元件。为探明内部结构，某同学用多用电表进行了四步测量：
用直流电压挡测量：、、三点间均无电压；
用欧姆挡测量：、间正反向电阻完全相同；
用欧姆挡测量：黑表笔接点、红表笔接点，有电阻；反接后阻值很大；
用欧姆挡测量：黑表笔接点、红表笔接点，有电阻，阻值比第步测得的大；反接后阻值很大。
下列黑箱内部结构图正确的是___________
A. B.
C. D.
6. 用多用电表探测如图所示黑箱发现：用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，、两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔接点，红表笔接点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中的( )
A. B. C. D.
7. 如图所示是一个电阻暗盒，盒内有三个电阻，，，，分别为四个端点．现在用多用电表测量电阻得到：，，，若用导线把、端连接后，测得、端电阻，如果不用导线把、端连接，则的大小为( )
A. B. C. D.
8. 用多用电表欧姆档探测如图所示黑箱发现：、间正反电阻完全相同；黑表笔接点，红表笔接点，有阻值，反接后阻值很大，黑表笔接点，红表笔接点，有阻值，但比上一步测得的大，反接后阻值很大，该黑箱内元件的接法可能是
A. B. C. D.
9. 如图所示为一黑箱装置，黑箱内可能有直流电源、电容器、电阻器、二极管，、是黑箱上的两个输出端。为了探测黑箱，下列操作，你认为首先应该采取的是( )
A. 用多用电表的欧姆挡测量、之间的电阻
B. 用多用电表的直流电压捎测量、之间的输出电压
C. 用多用电表的电流挡测量、之间的输出电流
D. 用多用电表的交流电压挡测量、之间的输出电压
二、实验题（本大题共5小题，共46.0分）
10. 多用电表是电学实验中常用的电学工具，其内部的部分电路如图所示，则：
将和两端点连接红黑表笔可以测电路的__________填“电压”或“电流”，转换开关接__________填“”或“”的量程更大。
用多用电表探究黑箱内的电路，电路由四个阻值均为的相同电阻构成，黑箱面板上有三个接线柱、和，测得、接线柱之间的电阻为，、接线柱之间的电阻为，、接线柱之间的电阻为。请在虚线框中画出黑箱中电阻连接方式。
11. 某同学在实验室找到一只表盘稍有磨损清晰可见的万用表，不过他一想，这并不影响实验操作，于是进行了如下几项实验。
在如图所示电路的电路中某一电阻发生了断路现象，在不断开电源的情况下，他选择了正确的挡位并进行了正确的操作，发现两表笔接在两端时多用表指针明显偏转，而接在两端多用表指针并未偏转，由此可知他选用的挡位和结论正确的是______。
A.直流挡，断路 直流挡，断路
C.欧姆档，断路 欧姆挡，断路
用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，、两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔与电表内部电源的正极相连接点，红表笔与电表内部电源的负极相连接点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中______。
为了进一步研究该万用表，他找来一块量程为的标准电压表，将万用表调至“”档并进行了欧姆调零，然后将万用表的红黑表笔分别与电压表正负极相接，两表指针偏转如图所示。实验中，他应该将多用表的红表笔与电压表的______正或负接线柱相接触，丁图中电压表的读数为______，通过分析得知该电压表的内阻为______，万用表的内电源电动势为______。
12. 小昕同学在一次趣味性活动中，探测黑箱内的元件，黑箱有、、三个接线柱，每两个接线柱间最多只能接一个电器元件，已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管。小昕同学用正确的操作方法利用多用电表的欧姆挡进行了次测量，各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如表所示。由表中的数据可以判断：
红表笔接
黑表笔接
测得阻值
电阻接在______ 两点间。
二极管接在______ 两点间，其中正极接在______ 点。
13. 如图所示，已知黑箱外有、、三个接线柱，黑箱内有一个定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上．用多用电表依次测三个接线柱间的阻值，结果如下表所示．请判定黑箱内的结构．
红表笔
黑表笔
阻值
某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“”字形连接两接线柱间只有一个元件为了确定各元件种类，如图小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器相当于电流表与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将、、接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图、、所示，则间是______，间是______，间是______。
14.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
欧姆表内部电池正极与黑表笔相连，电池负极与红表笔相连，二极管具有单向导电性，注意正负极的符号。
本题考查了探查黑箱内的电学元件实验，掌握多用电表是使用方法、知道二极管的特点即可正确解题。
【解答】
用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，说明、与、间可能有电源存在；
用欧姆档测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接点红表笔接点时电阻小，说明电流容易从通过导体，若黑表笔接点红表笔接点时电阻很大，说明电流不能从通过，这就说明、间有二级管且是正极，故该黑箱内元件的接法可能是。
故ACD错误，B正确。
故选B。
2.【答案】
【解析】解：当黑、红表笔分别接触、时电表指针发生瞬间偏转后又偏转诮失，说明、之间有电容器；当黑、红表笔分别接触、时电表指针发生稳定的偏转角度，当红、黑表笔分别接触、时电表指针不发生偏转，说明、之间有二极管，且正极与连接，则黑盒内电路可能是选项，故A正确，BCD错误。
故选：。
将题中进行的步骤代到每个选项中去检验，如跟题中提到的现象不符则错误；
本题考查了黑盒子问题，欧姆表内置电源正极与黑表笔相连、负极与红表笔相连；二极管正向偏压时电阻很小，二极管反向偏压时电阻很大；知道欧姆表结构与二极管特性判断出二极管的接法是解题的关键。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查多用电表的使用，解决本题的关键在于搞清实验原理及多用电表的使用规范。
【解答】
A.使用完毕后，将选择开关旋转到交流电压最高挡或位置，故A错误；
B.红表笔接左端时指针偏角很大，反接时指针偏角很小，故元件正向电阻较小，反向电阻很大，故为二极管，故B正确；
C.开始指针偏角很大，然后偏角逐渐减小到零，为电容器充电过程，故C正确；
D.正反接阻值相同，但指针偏角太大，故元件丙为电阻，为了减小测量误差，应换低倍率挡位直接进行测量，故D正确。
本题选错误的，故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据多用电表测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，结合二极管单向导电性，并依据电阻的串并联阻值关系，即可求解。
考查多用电表测量电阻时电流的流向，理解黑笔触点接电源的正极是解题的关键，同时掌握二极管的单向导电性，及电阻的串并联阻值计算。
【解答】
由题意可知，黑笔触点接，红笔触点接，表头读数为，则说明之间没有电阻，若有二极管，则也处于导通状态，
由于多用电表测量电阻时，电流从红表笔流入，黑表笔流出，因此接二极管的正极，
又由于黑笔触点接，红笔触点接时，表头读数为，而每个电阻的阻值为，因此可能是两电阻并联，
加之当黑笔触点接，红笔触点接时，表头读数为，而每个电阻的阻值为，因此可能是两电阻串联，
综上所述，则C正确，ABD错误；
故选C。

5.【答案】
【解析】
【分析】
用多用电表探索黑箱内的电学元件实际上就是考查多用电表的各个档位的特点以及一些元件的特性，如：定值电阻、二极管、电容器等，同时注意黑箱内部的元件串并联情况。
【解答】
使用直流电压档进行测量，目的是看内部是否有电源，由于、、三点间均无电压，因此黑箱内不存在电源；
使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的，可知：在测量之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明之间接有一个定值电阻；
在测量之间电阻时，黑表笔接时电阻很小，接时电阻很大，说明之间有二极管，而且应该接二极管的正极；
用欧姆挡测量，黑表笔接点，红表笔接点，有阻值，阻值比第二步测得的大，说明了之间串联了二极管、电阻两个元件，反接阻值很大，则间断路。
故黑箱内元件的连接为图，故A正确，BCD错误。
故答案为。

6.【答案】
【解析】
【分析】
欧姆表内部电池正极与黑表笔相连，电池负极与红表笔相连，二极管具有单向导电性，注意正负极的符号。
本题考查了探查黑箱内的电学元件实验，掌握多用电表是使用方法、知道二极管的特点即可正确解题。
【解答】
用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，说明、与、间可能有电源存在；用欧姆档测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接点红表笔接点时电阻小，说明电流容易从通过导体，若黑表笔接点红表笔接点时电阻很大，说明电流不能从通过，这就说明、间有二级管且是正极，故该黑箱内元件的接法可能是。
故选B。

7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了用多用电表探测黑箱内的电学元件，解题的关键是熟练掌握串并联电路的电阻关系。根据题意给出的已知条件画出部分的电路，根据题要求结合电阻的串、并联规律即可分析。
【解答】
根据题给条件“现在用多用电表测量电阻得到：，，画出题图电路中右侧的部分，如图
因为用导线把、端连接后，测得、端电阻，可见之间一定要形成并联电路才能使其电阻从减小到，由此可知和点之间应接入一个电阻，设这个电阻的阻值为，用导线将连接起来有：，解得：，于是电路又增加了左侧的一部分，完成上述电路，如果不用导线把、端连接，由图可见，故B正确，ACD错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
用多用电表探索黑箱内的电学元件实际上就是考察多用电表的各个档位的特点以及一些元件的特性如：定值电阻、二极管、电容器等，同时注意黑箱内部的元件串并联情况。
【解答】
使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的，可知：在测量之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明之间接有一个定值电阻；在测量之间电阻时，黑表笔接时电阻很小，接时电阻很大，说明之间有二极管，而且应该接二极管的正极；用欧姆挡测量，黑表笔接点，红表笔接点，有阻值，阻值比第二步测得的大，说明了之间串联了二极管、电阻两个元件，反接阻值很大，则间断路，故黑箱内元件的连接为所示，故B正确，ACD错误。
故选B。

9.【答案】
【解析】探测黑箱，应该先用多用电表的直流电压挡测量两输出端的输出电压。判断黑箱内是否有电源。若电压为零，才可用欧姆挡测量两输出端之间的电阻。
10.【答案】电流；；
【解析】将和两端点连接红黑表笔，表头和电阻并联改装成大量程的电流表，所以可以测电路的电流，转换开关接时电流计上并联的电阻较小，则量程更大。
根据黑盒子内表现出的外部现象，可判断内部结构如图；
。
11.【答案】； 负； ； ； ；
【解析】
【分析】
不能用欧姆表的欧姆挡测含源电路，可以用电压表测含源电路；常见电路故障由短路与断路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因。
欧姆表内部电池正极与黑表笔相连，电池负极与红表笔相连，二极管具有单向导电性，注意正负极的符号。
欧姆表内置电源负极与红表笔相连，正极与黑表笔相连，电流应从电压表正接线柱流入负接线柱流出；根据电表量程确定其分度值，根据指针位置读出其示数；欧姆表内阻等于其中值电阻，根据实验数据应用闭合电路欧姆定律求出电源电动势。
欧姆表内置电源正极与黑表笔相连、负极与红表笔相连；二极管正向偏压时电阻很小，二极管反向偏压时电阻很大；知道欧姆表结构与二极管特性判断出二极管的接法是解题的关键。
【解答】
解：不能应多用电表的欧姆档检查含源电路故障，故CD错误；
由图示电路图可知，电源电动势为，为保护电表安全，应选择直流电压挡，两表笔接在两端时多用表指针明显偏转，而接在两端多用表指针并未偏转，说明断路，故A正确，B错误；
故选：。
用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，说明、与、间可能有电源存在；用欧姆档测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接点红表笔接点时电阻小，说明电流容易从通过导体，若黑表笔接点红表笔接点时电阻很大，说明电流不能从通过，这就说明、间有二级管且是正极，故该黑箱内元件的接法可能是；
多用电表的红表笔与内置电源负极相连，电压表负接线柱电势低，应将多用表的红表笔与电压表的负接线柱相接触；
电压表量程为，由图丁所示表盘可知，其分度值为，电压表的读数为；
多用电表表调至“”档并进行了欧姆调零，由图丙所示可知，欧姆表内阻：，电压表的内阻为：；
万用表的内电源电动势为：。
故答案为：；；负；；；。
12.【答案】
【解析】解：对电阻来讲，无论表笔怎么接，数值都不变，所以之间接电阻，且阻值为；
对二极管来讲有单向导电性，正向电阻较小，而反向电阻较大，由于黑表笔接内部电源的正极，由和间的读数知二极管接在之间，且正极接在点，反向阻值为；由间读数知二极管的正向电阻为．
故答案为：；、
明确二极管和电阻的性质，知道表笔正反向接时数值都不变的为电阻；
表笔接法不同示数有较大变化的是二极管，正向阻值较小，反向阻值较大．
本题关键掌握二极管的单向导电性，知道电阻与二极管的区别，对于了解二极管的特性是做好本题的关键．
13.【答案】
【解析】解析：由表可知，两表笔分别接、和、时测量结果不同，故在、间一定有二极管存在．同理可知在、间也有二极管存在，并且、间的正向电阻大于、之间的正向电阻，故、间包含电阻．而两表笔分别接、和、时电阻不变，说明、间只有电阻，、间接二极管．两表笔接、时，接黑表笔比接黑表笔时阻值小，故接二极管正极，所以黑箱内的结构如图所示．
14.【答案】电容器 电感线圈 定值电阻
【解析】解：由图看出，接入电路时有瞬间的电流，电容器充电过程有短暂的电流，电路稳定后电路中没有电流。说明间是电容器。由图看出，此元件接入电路时，电流逐渐增大，是由于线圈中产生自感电动势的阻碍作用，电流只能逐渐增大，说明间是电感线圈。从图看出，此元件接入电路时电流恒定不变，说明是定值电阻。
故答案为：电容器、电感线圈、定值电阻。
根据电流时间图象的特点和电容器、电感线圈的特性，分析判断、、各是什么元件。
本题要掌握电容器、电感线圈和定值电阻的特性：电容器具有充放电气特性，电感线圈能产生自感电动势。
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