2024教科版高中物理必修第三册同步练习（有解析）--2.2 实验：练习使用多用电表

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2024教科版高中物理必修第三册同步
第二章　电路及其应用
2　实验:练习使用多用电表
基础过关练
题组一　认识和调整指针式多用电表
1.下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 (　　)
A.测量电阻时,如果指针偏转角过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻时,应把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零
2.(2022山西运城月考)关于多用电表,下列说法正确的是 (　　)
A.表盘上电阻的刻度线不均匀,越靠近左侧刻度线越密集
B.使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡
C.测量电阻时,第一次测量之前要进行欧姆调零,之后就算换倍率测量,也没有必要重新进行欧姆调零
D.测量直流电压、直流电流时,电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流从“-”接线柱流入多用电表
题组二　多用电表的使用和读数
3.用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮。
正确的步骤顺序为:　　　　。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔
4.(2022四川眉山期末)如图所示,图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为150 Ω的电阻,测量步骤如下:
甲
(1)在使用多用电表前先调节　　　　(选填图中字母A、B、C),使电表指针停在　　　　(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(2)将选择开关旋转到欧姆挡的　　　　(选填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节　　　　(选填图中字母A、B、C),使电表指针对准　　　　(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
乙
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为　　　　 Ω。
(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
5.(2022全国课时练习)用多用电表的欧姆“×100”挡测试三只晶体二极管,其结果依次如图中的甲、乙、丙所示,由图可知,图　　　　(选填“甲”“乙”“丙”)中的二极管是好的,该二极管的正极是　　　　(选填“a”“b”)端。
甲　乙
丙
6.(2022四川成都外国语学校开学考试)某同学用多用电表近似测量一节干电池的电动势,将选择开关旋到　　　　(选填“直流”或“交流”)电压2.5 V挡,红表笔接电池　　　　(选填“正极”或“负极”),直接测量电池路端电压。如图所示,示数为　　　　 V。
7.(2022四川峨眉二中阶段检测)在“多用电表的使用”实验中:
(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。如果用电阻“×100”挡测量,则读数为　　　 Ω;如果用“直流10 V”挡测量,则读数为　　　 V。
(2)下列说法中正确的是　　　和　　　。
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
8.(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电阻阻值,先将选择开关旋至倍率“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,结果发现欧姆表指针如图所示,则此电阻的阻值为　　　　 Ω。
(2)实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用电表转换开关拨到电阻“×100”挡,并重新进行欧姆调零后,分别测它们的正负电阻加以鉴别:
测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ;
测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ;
测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着示数逐渐增加,最后停在表盘最左端。
则甲、乙、丙三个元件分别是　　　　。
A.电容器、电阻、晶体二极管
B.电阻、电容器、晶体二极管
C.电阻、晶体二极管、电容器
D.晶体二极管、电阻、电容器
能力提升练
题组一　应用多用电表判断电路故障
　　　　　 　　　　 　　　　
1.如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1和R2及另外两根导线是好的。为了查出断导线,某同学想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数。选择以下哪个挡位符合操作规程 (　　)
A.直流10 V挡　　　　B.直流0.5 A挡
C.直流2.5 V挡　　　　D.欧姆挡
2.在如图所示的电路中,闭合开关S时,灯不亮,已经确定是灯泡断路或短路引起的,在不能拆开电路的情况下(开关可闭合,可断开),现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路进行了如下检查并做出判断(如下表所示):
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关,选直流电压挡,红、黑表笔分别接a、b 指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路
2 闭合开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b 指针不动,灯断路;指针偏转,灯短路
3 断开开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b 指针不动,灯断路;指针偏转最大,灯短路
以上操作和判断正确的是 (　　)
A.1　　　　B.2　　　　C.3　　　　D.都不正确
题组二　用多用电表探测黑箱问题
3.(2022山东临朐实验中学阶段检测)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1、2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2、3时电表指针发生稳定的偏转;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转。黑盒内电路可能是下列选项中的 (　　)
A　　　　B
C　　　　D
4.(2022陕西渭南模拟)如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱,黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件,但任意两个接线柱间最多只连接有一个元件。
甲
(1)某同学要用多用电表探测黑箱,探测的第一步应该是　　　　。
A.用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻
B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压
C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流
(2)探测结果表明,黑箱里没有电源,并测得任意两个接线柱间的电阻如下表所示:
红表笔 A B A C B C
黑表笔 B A C A C B
测得阻值/ Ω 200 200 11.2 k 270 11 k 70
由此可以判断,黑箱里的元件一定有　　　　　　　　,用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接。
(3)多用电表的表盘如图乙所示,在上面探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线柱,这时电流从　　　　(填“A”或“C”)接线柱流进黑箱;为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,测电阻的挡位选择的应是　　　　(填“×1 k”“×100”或“×10”)。
乙
5.(2022全国专题练习)“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针不发生偏转;
第二步:用电阻“×100”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图所示。
甲　乙　丙
丁　戊　己
(1)第一步测量结果表明盒内　　　　。
(2)图A标出了图甲和乙中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是　　　　 Ω;图B标出了图丙中欧姆表指针所指的位置,其对应的阻值是　　　　 Ω。
图A
图B
(3)请在图中的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
答案与分层梯度式解析
2　实验:练习使用多用电表
基础过关练
1.AC　当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的挡位,故A正确;在多用电表选用欧姆挡时,红、黑表笔插在哪个接口并不影响测量结果,B错误;使用多用电表欧姆挡,只能测孤立电阻(不能测含电源电路),故C正确;用多用电表欧姆挡测电阻时只需在换挡时调零,所以D错误。
2.AB　多用电表表盘上电阻刻度线分布不均匀,越靠近左侧刻度线越密集,选项A正确;使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡,选项B正确;测量电阻时,第一次测量之前要进行欧姆调零,之后只要换倍率测量,就必须重新进行欧姆调零,选项C错误;测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流也是从“+”接线柱流入多用电表,选项D错误。
3.答案　cabe
解析　测量几十千欧的电阻Rx,应旋转选择开关S使其尖端对准欧姆挡×1 k,使用前应先进行欧姆调零,然后依据电表的示数,再更换挡位,重新欧姆调零,再进行测量。使用完毕应将选择开关置于“OFF”位置或者交流电压最高挡,拔出表笔。
4.答案　(1)A　电流　(2)×10　(3)B　电阻　(4)130
解析　(1)在使用多用电表前先调节指针定位螺丝,即A,使电表指针停在电流的“0”刻线。
(2)由于待测电阻的阻值约为150 Ω,将选择开关旋转到欧姆挡的“×10”位置,指针会指在刻度盘中央附近,误差较小。
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,即B,使电表指针对准电阻的“0”刻线。
(4)由(2)得倍率为×10,由题图乙读出该电阻的阻值为130 Ω。
5.答案　乙　a
解析　二极管的特性是正向电阻很小,反向电阻极大,由图可知,图乙中的二极管是好的。由于使用多用电表欧姆挡时,电流由黑表笔流出,从红表笔流入,图乙中电流由a流向b时二极管的电阻很小,故二极管的正极是a端。
6.答案　直流　正极　1.38(1.37~1.39)
解析　用多用电表近似测量一节干电池的电动势,应将选择开关旋到直流电压2.5 V挡。电流从干电池的正极流出,从多用电表的红表笔流入,所以红表笔接电池的正极。直流2.5 V挡位下表盘的分度值为0.05 V,需要估读到0.01 V,所以示数为27.6×0.05 V=1.38 V。
7.答案　(1)1 500　5.0　(2)A　D
解析　(1)用电阻“×100”挡测电阻,由图示可知,其读数为15×100 Ω=1 500 Ω,如果用“直流10 V”挡测量电压,其分度值为0.2 V,由图示可知,其读数为0.2×25 V=5.0 V。
(2)在用多用电表测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零,故A正确;在测量电流时,更换量程后不必进行调零,故B错误;在测量未知电阻时,可以先选择一个倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率,不一定必须先选择倍率最大挡进行试测,故C错误;为保护电表安全,在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测,故D正确。
8.答案　(1)260　(2)C
解析　(1)指针指示刻度为26,选择开关旋到“×10”挡,即倍率为10,则最后读数为10×26 Ω=260 Ω。
(2)测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ,说明正反接电阻一样,所以甲元件是电阻;测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ,说明正向接时阻值较小,反向接时阻值较大,因此乙元件是晶体二极管;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着示数逐渐增加,最后停在表盘最左端,说明刚开始时正在给电容器充电,其阻值较小,当稳定后阻值无穷大,则丙元件是电容器,故选C。
规律总结　 常见黑箱内元件特性现象
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数,说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 示数很小说明黑表笔接二极管正极,示数很大说明黑表笔接二极管负极
电容器 欧姆挡 指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
能力提升练
1.A 2.AC 3.A
1.A　因为被检测的电路为含电源电路,所以选用欧姆挡一定不可。由于电路中电源电动势为6 V,所以选用直流2.5 V挡也不安全。若选用直流0.5 A挡,估测电路中电流,最大值可能为Im= A=1.2 A,所以选用直流0.5 A挡也不可行,只有选用直流10 V挡,A正确。
2.AC　选直流电压挡时,红、黑表笔分别接高、低电势点,若指针偏转,说明a、b两点有电压,由题可得灯泡断路;若指针不偏转,说明a、b两点电势相等,灯泡短路,1正确;选欧姆挡时,已启用欧姆表内电源,必须将外电路电源断开,故2是错误的,3是正确的,故选项A、C正确。
3.A　当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失,说明1、2之间有电容器;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转,当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转,说明2、3之间有二极管,且正极与2连接,则黑盒内电路可能是选项A。
规律总结　(1)晶体二极管:由半导体材料制成,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。
甲
(2)晶体二极管具有单向导电性:当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。
乙　丙
4.答案　(1)B　(2)电阻、二极管　电路连接见解析　(3)C　×1 k
解析　(1)因黑盒子内部可能有电源,则不能先用多用电表的欧姆挡测量,可先用电压挡判断内部是否有电源。故选B。
(2)根据题表中的测量值可以断定:A、B间肯定有电阻,B、C之间肯定有二极管,A、C间肯定有电阻和二极管串联,电路连接如图所示。
(3)在探测A、C两接线柱间电阻时,红表笔接A接线柱,黑表笔接C接线柱,这时电流从C接线柱流进黑箱;为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差,指针应指在表盘中间附近,测电阻的挡位选择的应是“×1 k”。
5.答案　(1)不存在电源　(2)1 200　500　(3)见解析
解析　(1)使用电压挡进行测量,目的是看盒内是否有电源,由于指针不发生偏转,因此盒内不存在电源。
(2)使用欧姆表读数时注意其零刻度在右侧,读出数据然后乘挡位倍率即为所测电阻阻值。所以图A示数为12×100 Ω=1 200 Ω,图B示数为5×100 Ω=500 Ω。
(3)使用欧姆挡进行测量时,注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,观察题图中的甲、乙可知,在测量b、c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b、c之间接有一个定值电阻;观察题图中的丙、丁可知,在测量a、c之间电阻时,黑表笔接c时电阻很小,接a时电阻很大,说明a、c之间有二极管,而且c应该接二极管的正极;观察题图中的戊可知,黑表笔接b时电阻比丙中黑表笔接c时电阻大,说明了a、b之间串联了二极管和电阻两个元件,由图己可知,从a到b电阻无穷大,故盒内元件的连接如图所示。
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