2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第3节　科学测量_用多用电表测量电学量　第4节　科学用电

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第3节　科学测量:用多用电表测量电学量
第4节　科学用电
基础过关练
题组一　多用电表的原理
1.某学生在练习使用多用电表之前,她认真分析了欧姆表的原理电路图(见图甲)。她做的几个练习使用多用电表的电路如图乙所示,下列说法中错误的是 (　　)
A.图1中多用电表使用直流电压挡
B.图2中多用电表使用直流电流挡
C.图3中多用电表测二极管电阻时,指针几乎不偏转
D.图4中多用电表选用欧姆挡,可以给电容器充电
2.如图是一个多用电表的简化电路,S为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱O可以接通1,也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是 (　　)
A.当开关S分别接1和2时,测量的是电流,其中S接1时量程较大
B.当开关S分别接3和4时,测量的是电阻,其中A是黑表笔
C.当开关S分别接5和6时,测量的是电阻,其中A是红表笔
D.当开关S分别接5和6时,测量的是电压,其中S接5时量程较大
题组二　多用电表的使用与读数
3.(2023重庆江津五中期中)如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻,测量步骤如下:
(1)调节　　　　,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“Ω”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　　　　,使电表指针对准　　　　(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
(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。
4.在如图甲所示的电路中,4节干电池(一节干电池的电动势约为1.5 V)串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8 V　0.3 A”。闭合开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮。
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障。
①选择开关置于下列　　　　量程较为合适(用字母序号表示)。
　　　　　　　　　　　　　　　
A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V、e、f间电压为0,则故障是　　　　。
A.A灯丝断开 B.B灯丝断开
C.d、e间连线断开 D.B灯被短路
(2)接着练习使用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过“欧姆调零”。
①测试前一定要将电路中的开关S　　　　;
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示,读数为　　　　 Ω,此时测量的是　　　　间电阻。根据小灯泡的规格计算出的电阻为　　　　 Ω。
5.(2023山东菏泽期末)学习小组欲测定多用电表内电池的电动势和一量程为0~3 V的电压表的内阻。
甲
(1)如图甲所示,将多用电表选择开关旋至欧姆挡“×100”的挡位,把A、B表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆挡零刻度,之后测量电压表内阻,A表笔应接入乙图中电压表的　　　　(选填“正”或“负”)接线柱;指针稳定在丙图中的位置,则电压表的阻值为　　　　 Ω;若欧姆表的内阻为1 500 Ω,根据题目中的信息可以得到欧姆表内置电源电动势为　　　　V。
乙
丙
(2)若用此欧姆表继续测量一个阻值约为20 Ω的电阻,请把以下实验操作步骤按照合理顺序排列　　　　。
A.将A、B表笔短接,调节欧姆调零旋钮使电表指针指向欧姆挡零刻度
B.测量完毕,将选择开关旋转到OFF挡。将A、B表笔拔出,整理好实验器材
C.将A、B表笔分别与待测电阻接触,读出欧姆表的示数并记录
D.将选择开关旋转到“×1”的挡位
题组三　科学用电
6.小红家中的4盏灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时,氖管都发光。她对故障作了下列4种判断,其中正确的是(　　)
A.灯泡全部烧坏了 B.进户零线断路
C.室内线路某处短路 D.进户火线断路
能力提升练
题组一　多用电表的使用与读数
1.(2022山东师范大学附中期中)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图。
某同学想通过多用电表的欧姆挡测量量程为0~3 V的电压表内阻,如图乙。
(1)主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表　　　　(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用　　　　(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处。
(2)实验中表盘示数如图丙,则多用电表读数为　　　　 Ω,电压表读数为　　　　V。
(3)请你求出多用电表内部电源电动势为　　　　V。(保留两位有效数字)
题组二　用多用电表进行元件探测和故障检测
2.如图所示,已知黑箱外有A、B、C三只接线柱,黑箱内有一只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只接线柱间的阻值,结果如表所示。请判定黑箱内的结构。
红表笔 A A B C C B
黑表笔 B C C B A A
阻值/Ω 100 150 50 2 000 2 100 100
3.某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12 V的蓄电池作为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表“直流50 V”挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图2所示,读数为　　　　 V,说明　　　　正常(选填:“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图2相同,可判定发生故障的器件是　　　　(选填:“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
第3节　科学测量:用多用电表测量电学量
第4节　科学用电
基础过关练
1.C 2.A 6.B
1.C　用欧姆挡时,多用电表外部电路中不应有电源;而用直流电压挡时要与被测元件并联,用直流电流挡时要与被测元件串联;欧姆挡内部有电源,接电容器时,内部电源会为电容器充电,二极管加正向电压,电阻很小,指针偏角很大;故A、B、D正确,C错误。
2.A　当开关S分别接1和2时,表头与定值电阻并联,测量的是电流,并联电阻越大,其量程越小,选项A正确;当开关S分别接3和4时,多用电表中接有电源,测量的是电阻,电流应从黑表笔流出多用电表,故B为黑表笔,选项B错误;当开关S分别接5和6时,表头与定值电阻串联,测量的是电压,串联的电阻越大其量程越大,选项C、D错误。
3.答案　(1)机械调零旋钮　电流　(2)×1　(3)欧姆调零旋钮　电阻
(4)19
解析　(1)使用多用电表欧姆挡,先机械调零,转动机械调零旋钮,使指针停在电流(或电压)的“0”刻度线。
(2)多用电表的中值电阻为15 Ω,测量20 Ω的电阻时,要使用“×1”的倍率。
(3)选择好合适倍率的欧姆挡后,需要进行欧姆调零,将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针在右端电阻的“0”刻线处。
(4)由刻度盘和倍率可知,测量电阻的阻值为19×1 Ω=19 Ω。
方法技巧　在不知道待测电阻的估计值时,应先从多用电表的中等倍率的某个欧姆挡试测,然后再选择合适挡位测量。熟记“小倍率小角度,大倍率大角度”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
4.答案　(1)①B　②A　(2)①断开　②5.0　e、f　12.7
解析　(1)①由于4节干电池串联后电动势为6 V,电压表量程应选10 V,B项正确。
②灯泡不亮,说明电路断路或短路,电压表接c、d端时有示数且接近电源电动势,说明有电流通过电压表,c、d间以外其他部分电路接通,电压表接e、f时无示数,说明c、d间灯泡断路,A项正确。
(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开,故填“断开”。
②欧姆表读数应该为5×1 Ω=5 Ω。由于A灯泡断路,电阻无穷大,而欧姆表示数为5 Ω,说明测量的应该是e、f间电阻。由R=可求得电阻为12.7 Ω,温度高时灯丝的电阻大,计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)。
5.答案　(1)负　3 000　3　(2)DACB
解析　(1)测量电压表内阻时,电流从多用电表A表笔流出,应连接电压表负接线柱。欧姆挡选择“×100”的挡位,则读数为30×100 Ω=3 000 Ω,根据闭合电路欧姆定律E=I(RV+r),I=,结合题图电压表读数可解得E=3 V。
(2)若用此欧姆表继续测量一个阻值约为20 Ω的电阻,应先将选择开关旋转到“×1”的挡位,然后欧姆调零,再将A、B表笔分别与待测电阻接触,读出欧姆表的示数并记录,最后将选择开关旋转到OFF挡,将A、B表笔拔出,整理好实验器材,故顺序为DACB。
6.B　首先,由于保险丝未断,说明不是室内线路短路,故C错误。又因为用测电笔测试室内各处电路时,氖管都发光,说明火线可进入到室内,故D错误。另外用测电笔测试零线时,正常情况下氖管应不发光,现在氖管发光,说明零线通过灯泡的灯丝与火线处于接通状态,故灯泡全部烧坏是不可能的,即A也被排除了。因此本题的答案应选择B,即由于进户零线断路,使电路不能闭合形成电流回路,灯泡都不亮,但室内各处都处于有电状态(氖管发光)。
能力提升练
1.答案　(1)负　×1 k　(2)4.0×104　2.20　(3)3.0
解析　(1)③根据“红进黑出”原理,知红表笔应接待测电压表的负接线柱。
④指针偏转角很小,说明示数较大,要增大倍率,即换用×1 k欧姆挡。
(2)多用电表的读数为
RV=40×1 000 Ω=4.0×104 Ω
电压表读数为U=2.20 V
(3)根据欧姆表中值电阻等于欧姆表内阻,可知多用电表欧姆×1 k挡对应的内阻为
rg=1.5×104 Ω
根据闭合电路欧姆定律可得U=E
代入数据解得E=3.0 V
2.答案　见解析
解析　先由二极管的反向截止的性质分析,由表可知,接B、C和接C、B时测量结果不同,故在B、C间一定有二极管存在;同理可知在A、C间也有二极管存在,并且A、C间的正向电阻大于B、C之间的正向电阻,说明A、C间包含定值电阻;而接A、B和B、A时电阻不变;故说明A、B间只有定值电阻,B、C间接二极管。所以黑箱内的结构为:
3.答案　(1)11.5(11.2~11.8之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯
解析　(1)由题图可知,“直流50 V”挡的分度值为1 V,故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值,说明a、c两点与电源之间是通路,只能是此蓄电池之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障,但故障的具体位置不能确定。
(2)同理可知,两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势,说明多用电表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路,故只能是与多用电表并联的小灯发生了断路故障。
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