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专题15 多用电表的使用
知识点一 认识多用电表
(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量项目都有几个量程。
(2)外形如图所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。
知识点二 用多用电表测量小灯泡的电压和电流
按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。红表笔接电势高的点。
按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。此时电流从红色表笔流入电表。
知识点三 用多用电表测定值电阻的阻值
(1)原理
电路图
I与Rx的对应关系 相当于待测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在Ig处(RΩ=Rg+r+R) 相当于待测电阻Rx=∞,此时I=0,指针不偏转 待测电阻为Rx,I=,指针指到某确定位置,此时Rx=-RΩ
刻度特点 表头电流满偏Ig处,对应欧姆表零刻度(最右侧) 表头电流I=0处,对应欧姆表∞刻度(最左侧) 表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀
(2)注意:①黑表笔与电源的正极连接,红表笔与电源的负极连接,电流方向为“红进黑出”。
②当多用电表指针指在中央时=,知中值电阻R中=RΩ。
(3)测量步骤
①估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
②欧姆调零。
③将被测电阻接在红、黑表笔之间。
④读数:指针示数乘以倍率。
⑤使用完毕:选择开关置于“OFF”挡,长期不用应取出电池。
(4)注意事项
①表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
②区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
③欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
④使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
⑥测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
知识点四 用多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)认识二极管:晶体二极管由半导体材料制成,它的符号如图所示,左端为正极,右端为负极。
特点:当给二极管加正向电压时电阻很小,当给二极管加反向电压时电阻很大。
(2)用欧姆挡判断二极管的正、负极
将多用电表欧姆挡调零之后,若多用电表指针偏角很大,则黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极(如图甲);若多用电表指针偏角很小,则黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极(如图乙)。
某同学利用量程为0~5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,内部电路如图甲所示。为了标定该欧姆表的刻度,该同学将a、b两端短接,调节滑动变阻器R使毫安表满偏;再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表示数如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该欧姆表的0刻度线与毫安表的0刻度线重合
B.该欧姆表的刻度分布是均匀的
C.毫安表示数为1mA位置应标注的值为2400Ω
D.使用这欧姆表测量某个电压表的内阻时,a端接电压表负极
(1)实验室中用欧姆表粗测待测电阻,Rx的阻值,欧姆表倍率选“×1”,读数如图甲所示,可知待测电阻,Rx的粗测阻值为 Ω。
(2)某同学想更准确测出Rx的阻值,他找到可用器材如下:
A.电源:E=3.0V,内阻很小;
B.电流表:量程0~10mA,内阻未知且大部分刻度模糊不清;
C.定值电阻:R0=300Ω;
D.电阻箱:阻值范围0~999.9Ω,两个;
E.开关,导线若干。
①该同学设计的电路图如乙图所示,请根据电路图用笔画线替代导线完成丙图中实物连接。
②调节两电阻箱R1、R2的阻值分别为82.2Ω、100.0Ω,记下电流表指针所在位置。然后调节电阻箱R2的阻值为200.0Ω,接着调节电阻箱R1的阻值,同时观察电流表指针,当指针又处于上述记下的位置时,电阻箱R1的阻值为35.9Ω,由以上数据可求得待测电阻Rx的阻值为 Ω。(保留三位有效数字)
(3)本实验中电流表和电源内阻对实验结果 (填“有”或“没有”)影响,减小实验误差的方法是 (写出一条即可)。
实验小组测量一盘铜导线的电阻及电阻率,标签标注长度为100m,实验室提供以下器材:
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电流表A(0~200mA,内阻约为0.5Ω)
D.电压表V(0~3V,内阻约为2kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω)
F.滑动变阻器R2(0~1kΩ)
G.电源E(电动势为3.0V,内阻不计)
H.开关、若干导线
(1)将铜导线一端拨去绝缘层,用螺旋测微器在不同位置测量铜导线的直径,某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,则该铜导线直径d= mm。
(2)用多用电表电阻×1Ω挡粗测铜导线的电阻如图乙所示,导线电阻约为 Ω。
(3)用伏安法测量铜导线电阻时,要求电流表示数从零开始测量,滑动变阻器应选 (填器材前面的序号),将实验器材如图丙所示连接成实验电路,用笔划线代替导线完成电路连接。
(4)连接电路无误,实验得到多组数据,将所测电压表读数U和电流表读数I,作出伏安特性曲线如图丁所示,则铜导线电阻R= Ω,铜导线电阻率ρ= Ω m(保留一位有效数字)。
(5)用伏安法测出的电阻及电阻率均比真实值 (选填“大”“小”或“相等”)。
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;表头的满偏电流为250μ A,内阻为480Ω.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1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω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)。
如图所示是一个多用电表的内部结构电路图,Ra和Rb是两个定值电阻,其中表头G满偏电流为1mA,内阻为760Ω,选择开关置于不同位置时,可用作量程分别为“20mA”、“10V”的电流表和电压表。下列说法正确的是( )
A.选择开关置于a时,构成量程为“10V”的电压表
B.选择开关置于b时,接通电路流过Rb电流是Ra电流的20倍
C.Ra的阻值为400Ω
D.Rb的阻值为462Ω
某同学用内阻Rg=200Ω、满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为600Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该电源电动势为3V
B.该电源电动势为4.5V
C.刻度1mA处标注3000Ω
D.刻度1.5mA处标注1500Ω
关于用多用电表测量电学中的物理量的实验,下列操作正确的是( )
A.测量未知直流电源两端电压时,应先用小量程再逐渐增大到合适的量程
B.用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示,应改用“×10Ω”挡,欧姆调零后再测
C.待测电阻若是连接在电路中,不用把它与其他元件断开后再测量
D.使用结束时,应把选择开关置于直流电压最高挡
关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
D.丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的正向电阻
某实验小组利用实验室的器材测量一粗细均匀的圆柱形实心导体棒的电阻率。
(1)如图甲,用螺旋测微器测得导体棒的直径D为 mm;如图乙,用游标卡尺测得导体棒的长度L为 cm。
(2)先用多用电表欧姆挡粗测了导体棒的阻值,欧姆挡共有“×1”“×10”“×100”“×1k”四个挡。实验主要操作步骤有如下三步:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“﹣”插孔,选择“×10”倍率的欧姆挡;调节欧姆调零旋钮使指针指在 (选填:“左”或“右”)侧0刻度线;
②把红、黑表笔分别与导体棒的两端相接,表针指在如图丙中虚线①的位置。为了能获得更准确的测量数据,应将倍率调整到 挡;
③在正确操作后表针指在如图虚线②的位置,则该导体棒阻值的测量值是 Ω;
(3)为了进一步测量导体棒的电阻,该小组设计了实验方案并通过实验测量获得了数据:若某次测量导体棒两端电压为U,电流为I,导体棒的长度L,以及导体棒的直径D。那么本次实验得到导体棒电阻率ρ= (用题中所给的符号表示)。
同学在“练习使用多用电表”的实验中,图1为某多用电表的面板。
(1)若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻,下列操作正确的是
A.将选择开关应调到“×100”电阻挡
B.欧姆调零时,两表笔短接,用螺丝刀转动调零螺丝,直到指针与表盘右边零刻度对齐
C.在电阻测量时,双手不能同时接触电阻两端
D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图2为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在电阻挡“×1k”,则读数为 Ω;
如果选择开关在直流电压挡“2.5V”,则读数为 V。
(3)若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很大,则与二极管正极相连的是多用电表的 (选填“红表笔”或“黑表笔”)
在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中。
(1)(多选题)用多用表测电流或电阻的过程中,下列说法正确的是 。
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左图所示位置。若选择开关处于“10V”挡,其读数为 V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为 Ω。
(3)右图是该多用表欧姆挡某挡位的内部电路示意图。电流表满偏电流1.0mA、内阻10Ω;电池电动势1.50V、内阻1Ω;变阻器R0阻值0~5000Ω。该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.50V标定的,若实验室购买的新电池电动势达到了1.55V,内阻仍为1Ω,则欧姆调零后R0阻值将变 (选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为3000Ω,则这个电阻的真实值是 Ω。
随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某物理兴趣小组对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)为了方便测量纯净水样品的电阻,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器内径为D,装水部分长为L,容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时,发现指针偏转角度过小,该同学应换用 (选填“×100”或“×10k”)挡,换挡后进行正确操作,欧姆表示数如图1所示,对应的读数是 Ω(保留两位有效数字)。
(3)实验小组想用“伏安法”测量纯净水样的电阻值,有以下器材供选用:
A.电流表(0~600 A,内阻约100Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流2A)
F.电源(12V,内阻约1.0Ω)
G.开关和导线若干
为减小测量误差,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母)。
(4)选好器材后,该兴趣小组连接了如图2所示的实物图。请补充完实物问的连线,以便完成纯净水电阻的测量。
某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.电流表A1(内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA)
B.电流表A2(内阻约为0.4Ω,量程为0.6A)
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω,2A)
E.干电池组(6V,0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm.
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用 挡(填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为 Ω.
(3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,要求尽可能精确测量金属棒的阻值.
(4)若实验测得电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2,则金属棒电阻的表达式为Rx= .(用I1,I2,R0,Rg表示)
江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图(a)所示,现需测量其中空部分的面积,为此,制管师截取了一段粗细均匀的金属管进行测量:
(1)用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L,用螺旋测微器测量金属管的外径d,如图(b)所示,则读数d= mm;
(2)用图(c)所示的多用电表测量该段金属管的阻值,请完成下列测量步骤:
①旋动部件 (填字母“K”、“S”或“T”),使电表指针对准电流的“0”刻线。
②将选择开关旋转到“Ω”挡×10的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“﹣”插孔,并将两表笔短接,旋动部件 (填字母“K”、“S”或“T”),使电表指针对准电阻的 。(填“0刻线”或“∞刻线”)
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数如图(d)所示,该电阻的阻值为R= Ω。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
(3)通过查表得知该合金材料的电阻率为ρ,则金属管中空部分的面积为 。(结果用字母符号表示)
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专题15 多用电表的使用
知识点一 认识多用电表
(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量项目都有几个量程。
(2)外形如图所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。
多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。
知识点二 用多用电表测量小灯泡的电压和电流
按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。红表笔接电势高的点。
按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。此时电流从红色表笔流入电表。
知识点三 用多用电表测定值电阻的阻值
(1)原理
电路图
I与Rx的对应关系 相当于待测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=,此时指针指在Ig处(RΩ=Rg+r+R) 相当于待测电阻Rx=∞,此时I=0,指针不偏转 待测电阻为Rx,I=,指针指到某确定位置,此时Rx=-RΩ
刻度特点 表头电流满偏Ig处,对应欧姆表零刻度(最右侧) 表头电流I=0处,对应欧姆表∞刻度(最左侧) 表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀
(2)注意:①黑表笔与电源的正极连接,红表笔与电源的负极连接,电流方向为“红进黑出”。
②当多用电表指针指在中央时=,知中值电阻R中=RΩ。
(3)测量步骤
①估测待测电阻阻值,选择合适的量程。
②欧姆调零。
③将被测电阻接在红、黑表笔之间。
④读数:指针示数乘以倍率。
⑤使用完毕:选择开关置于“OFF”挡,长期不用应取出电池。
(4)注意事项
①表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”“黑出”。
②区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
③欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率。
④使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆。
⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
⑥测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零。
知识点四 用多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)认识二极管:晶体二极管由半导体材料制成,它的符号如图所示,左端为正极,右端为负极。
特点:当给二极管加正向电压时电阻很小,当给二极管加反向电压时电阻很大。
(2)用欧姆挡判断二极管的正、负极
将多用电表欧姆挡调零之后,若多用电表指针偏角很大,则黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极(如图甲);若多用电表指针偏角很小,则黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极(如图乙)。
某同学利用量程为0~5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,内部电路如图甲所示。为了标定该欧姆表的刻度,该同学将a、b两端短接,调节滑动变阻器R使毫安表满偏;再将阻值为400Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表示数如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该欧姆表的0刻度线与毫安表的0刻度线重合
B.该欧姆表的刻度分布是均匀的
C.毫安表示数为1mA位置应标注的值为2400Ω
D.使用这欧姆表测量某个电压表的内阻时,a端接电压表负极
【解答】解:A.欧姆表的0刻度恰好是毫安表的最大刻度,故A错误;
B.根据闭合电路的欧姆定律可得
可见电流与外接待测电阻不是正比关系,故欧姆表的刻度是不均匀的,故B错误;
C.毫安表满偏时则有
当接入电阻Rx=400Ω,电流I=3mA,则有
解得R内=600Ω
毫安表示数为I′=1mA时,则有
联立解得Rx'=2400Ω
故C正确;
D.a端是黑表笔,使用这欧姆表测量某个电压表的内阻时,电流从黑表笔流出,故a接电压表正极,故D错误。
故选:C。
(1)实验室中用欧姆表粗测待测电阻,Rx的阻值,欧姆表倍率选“×1”,读数如图甲所示,可知待测电阻,Rx的粗测阻值为 Ω。
(2)某同学想更准确测出Rx的阻值,他找到可用器材如下:
A.电源:E=3.0V,内阻很小;
B.电流表:量程0~10mA,内阻未知且大部分刻度模糊不清;
C.定值电阻:R0=300Ω;
D.电阻箱:阻值范围0~999.9Ω,两个;
E.开关,导线若干。
①该同学设计的电路图如乙图所示,请根据电路图用笔画线替代导线完成丙图中实物连接。
②调节两电阻箱R1、R2的阻值分别为82.2Ω、100.0Ω,记下电流表指针所在位置。然后调节电阻箱R2的阻值为200.0Ω,接着调节电阻箱R1的阻值,同时观察电流表指针,当指针又处于上述记下的位置时,电阻箱R1的阻值为35.9Ω,由以上数据可求得待测电阻Rx的阻值为 Ω。(保留三位有效数字)
(3)本实验中电流表和电源内阻对实验结果 (填“有”或“没有”)影响,减小实验误差的方法是 (写出一条即可)。
【解答】解:(1)由题可知,欧姆表的倍率为“×1”,结合题图,其读数为
Rx=40Ω
(2)①结合图乙的原理图,其实物连接如图所示
②电流表指针位置不变,说明电路中电阻值不变,有
解得
Rx=39.9Ω
(3)本实验电流不变,总电阻不变,对电流表内阻和电源内阻没有要求,即本实验中电流表和电源内阻对实验结果无影响。
多次测量求平均值
实验小组测量一盘铜导线的电阻及电阻率,标签标注长度为100m,实验室提供以下器材:
A.螺旋测微器
B.多用电表
C.电流表A(0~200mA,内阻约为0.5Ω)
D.电压表V(0~3V,内阻约为2kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω)
F.滑动变阻器R2(0~1kΩ)
G.电源E(电动势为3.0V,内阻不计)
H.开关、若干导线
(1)将铜导线一端拨去绝缘层,用螺旋测微器在不同位置测量铜导线的直径,某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,则该铜导线直径d= mm。
(2)用多用电表电阻×1Ω挡粗测铜导线的电阻如图乙所示,导线电阻约为 Ω。
(3)用伏安法测量铜导线电阻时,要求电流表示数从零开始测量,滑动变阻器应选 (填器材前面的序号),将实验器材如图丙所示连接成实验电路,用笔划线代替导线完成电路连接。
(4)连接电路无误,实验得到多组数据,将所测电压表读数U和电流表读数I,作出伏安特性曲线如图丁所示,则铜导线电阻R= Ω,铜导线电阻率ρ= Ω m(保留一位有效数字)。
(5)用伏安法测出的电阻及电阻率均比真实值 (选填“大”“小”或“相等”)。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,铜导线直径d=0.5mm+13.0×0.01mm=0.630mm
(2)欧姆表测电阻,导线电阻Rx=22×1Ω=22Ω
(3)实验要求电流表示数从零开始测量,因此滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全和方便调节,滑动变阻器选择E;
由于
因此电流表采用外接法,连接的实验电路如图所示:
(4)根据欧姆定律
I﹣U图像的斜率
结合I﹣U函数斜率的含义
代入数据解得R=22.5Ω
根据电阻定律
电阻率
代入数据解得ρ=7×10﹣8Ω m
(5)电流表采用外接法,实验误差来源于电压表分流
根据欧姆定律,待测电阻的真实值
电阻的测量值小于真实值,因此电阻率的测量值小于真实值。
故答案为:(1)0.630;22;(3)E;见解析;(4)22.5;7×10﹣8;(5)小。
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;表头的满偏电流为250μ A,内阻为480Ω.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1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω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)。
【解答】解:(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,红表笔与内置电源负极相连,由图示电路图可知,A端与黑表笔相连;
(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流挡时也不需要进行调节,故B正确,AC错误;
故选:B;
(3)直流电流挡分为1mA和2.5mA,由图可知,当接2时应为1mA;根据串并联电路规律可知:R1+R2160Ω;
总电阻为:R总Ω=120Ω。
接4时,为电压挡,因串入的电阻较小,故应为量程1V的电压表;
此时电流计与R1、R2并联后再与R4串联,即改装后的1mA电流表与R4串联再改装为电压表;
根据串联电路规律和欧姆定律可知:R4Ω=880Ω。
(4)若与1连接,则量程为2.5mA,读数为1.48mA(1.47﹣1.49);
若与3连接,则为欧姆挡×100Ω挡,读数为11×100=1100Ω;
若与5连接,则量程为5V;故读数为2.95V(2.91﹣2.97均可);
如图所示是一个多用电表的内部结构电路图,Ra和Rb是两个定值电阻,其中表头G满偏电流为1mA,内阻为760Ω,选择开关置于不同位置时,可用作量程分别为“20mA”、“10V”的电流表和电压表。下列说法正确的是( )
A.选择开关置于a时,构成量程为“10V”的电压表
B.选择开关置于b时,接通电路流过Rb电流是Ra电流的20倍
C.Ra的阻值为400Ω
D.Rb的阻值为462Ω
【解答】解:AC.选择开关置于a时,表头G与Ra并联,这是一个电流表结构,所以选择开关置于a时构成大量程的电流表,根据欧姆定律得
故AC错误;
BD.选择开关置于b时,表头G与Ra并联,再与Rb串联,构成一个电压表,流过Rb的电流与表头G和Ra并联部分的电流相等,根据欧姆定律得
代入数据解得Rb=462Ω
即
A=19mA
Ib=Ib+Ig=1mA+19mA=20mA
所以
故B错误,D正确。
故选:D。
某同学用内阻Rg=200Ω、满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为600Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该电源电动势为3V
B.该电源电动势为4.5V
C.刻度1mA处标注3000Ω
D.刻度1.5mA处标注1500Ω
【解答】解:AB.满偏时,将阻值为RX=600Ω的电阻接在两表笔之间时读数为I=3mA,则,解得 E=4.5V,R内=900Ω,故A错误,B正确;
C.刻度1mA处,根据,可得RX1=3600Ω,即刻度1mA处标注3600Ω,故C错误;
D.刻度1.5mA处,根据,可得RX2=2100Ω,即刻度1.5mA处标注2100Ω,故D错误。
故选:B。
关于用多用电表测量电学中的物理量的实验,下列操作正确的是( )
A.测量未知直流电源两端电压时,应先用小量程再逐渐增大到合适的量程
B.用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示,应改用“×10Ω”挡,欧姆调零后再测
C.待测电阻若是连接在电路中,不用把它与其他元件断开后再测量
D.使用结束时,应把选择开关置于直流电压最高挡
【解答】解:A、测量未知直流电源两端电压时,为保护电表安全,应先用大量程再逐渐减小到合适的量程,故A错误;
B、用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示,可知待测电阻较小,则应改用“×10Ω”挡,欧姆调零后再测,故B正确;
C、待测电阻若是连接在电路中,需要把它与其他元件断开后再测量,故C错误;
D、使用结束时,应把选择开关置于交流电压最高挡或者“OFF”挡,故D错误。
故选:B。
关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
D.丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的正向电阻
【解答】解:A.表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,故B正确;
CD.欧姆表内置电源负极与红表笔相连,由图丙所示电路图可知,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,多用电表测二极管正向电阻,由图丁所示电路图可知,黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,多用电表测二极管反向电阻,故CD错误。
故选:B。
某实验小组利用实验室的器材测量一粗细均匀的圆柱形实心导体棒的电阻率。
(1)如图甲,用螺旋测微器测得导体棒的直径D为 mm;如图乙,用游标卡尺测得导体棒的长度L为 cm。
(2)先用多用电表欧姆挡粗测了导体棒的阻值,欧姆挡共有“×1”“×10”“×100”“×1k”四个挡。实验主要操作步骤有如下三步:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“﹣”插孔,选择“×10”倍率的欧姆挡;调节欧姆调零旋钮使指针指在 (选填:“左”或“右”)侧0刻度线;
②把红、黑表笔分别与导体棒的两端相接,表针指在如图丙中虚线①的位置。为了能获得更准确的测量数据,应将倍率调整到 挡;
③在正确操作后表针指在如图虚线②的位置,则该导体棒阻值的测量值是 Ω;
(3)为了进一步测量导体棒的电阻,该小组设计了实验方案并通过实验测量获得了数据:若某次测量导体棒两端电压为U,电流为I,导体棒的长度L,以及导体棒的直径D。那么本次实验得到导体棒电阻率ρ= (用题中所给的符号表示)。
【解答】解:(1)导体棒的直径为
D=4.5mm+12.0×0.01mm=4.620mm
导体棒的长度为
L=101mm+4×0.1mm=101.4mm=10.14cm
(2)将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“﹣”插孔,选择“×10”倍率的欧姆挡;调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线。
选择“×10”倍率的欧姆挡,表针指在如图中虚线①的位置,表针偏转较大,可知待测电阻阻值较小,为了能获得更准确的测量数据,应将倍率调整到×1挡。
该导体棒阻值的测量值是
R=8.0×1Ω=8Ω
(3)根据欧姆定律
根据电阻定律
解得导体棒电阻率
故答案为:(1)4.620,10.14;(2)①右,②×1,③8;(3)。
同学在“练习使用多用电表”的实验中,图1为某多用电表的面板。
(1)若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻,下列操作正确的是
A.将选择开关应调到“×100”电阻挡
B.欧姆调零时,两表笔短接,用螺丝刀转动调零螺丝,直到指针与表盘右边零刻度对齐
C.在电阻测量时,双手不能同时接触电阻两端
D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图2为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在电阻挡“×1k”,则读数为 Ω;
如果选择开关在直流电压挡“2.5V”,则读数为 V。
(3)若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很大,则与二极管正极相连的是多用电表的 (选填“红表笔”或“黑表笔”)
【解答】解:(1)A、用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近,测量一个阻值大约为150Ω的定值电阻,则要先选择开关拨至“×10Ω”挡,故A错误。
B、进行欧姆调零,调节的是欧姆调零旋钮不是机械调零,故B错误。
C、在电阻测量时,为准确,双手不能同时接触电阻两端,故C正确。
D、测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡,故D正确。
故选:CD
(2)选择开关在电阻挡“×1k”,由图示表盘可知,读数为:15×1000Ω=1.5×104Ω;
如果选择开关在直流电压挡“2.5V”,由图示表盘可知,其分度值为0.05V,其读数为:1.25V。
(3)用欧姆挡,电流由黑表笔流出,接二极管正极则导通,接负极为截止,表头指针偏转角度很大,说明电流由二极管的正极进入,对于电表从黑的表头出,所以是黑表笔与二极管正极相接。
故答案为:(1)CD (2)1.5×104,1.25;(3)黑表笔
在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中。
(1)(多选题)用多用表测电流或电阻的过程中,下列说法正确的是 。
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左图所示位置。若选择开关处于“10V”挡,其读数为 V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为 Ω。
(3)右图是该多用表欧姆挡某挡位的内部电路示意图。电流表满偏电流1.0mA、内阻10Ω;电池电动势1.50V、内阻1Ω;变阻器R0阻值0~5000Ω。该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.50V标定的,若实验室购买的新电池电动势达到了1.55V,内阻仍为1Ω,则欧姆调零后R0阻值将变 (选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为3000Ω,则这个电阻的真实值是 Ω。
【解答】解:(1)A、多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,故A正确;
B、测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要再次进行机械调零,故B错误;
C、测量未知电流时,应该用最大量程试测,避免电表烧坏,故C正确。
故选:AC。
(2)选择开关处于“10V”挡,电表的最小刻度值为0.2V,此时读数为5.8V;选择开关处于“×10”挡,其读数为11×10Ω=110Ω
(3)根据闭合电路欧姆定律有
可知电动势变大导致R0变大;
又欧姆表的本质是通过电流反应电阻,刻度值是按电池电动势为1.50V刻度的,可知
,,,
联立解得
R真=3100Ω
故答案为:(1)AC;(2)5.8,110;(3)变大,3100。
随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某物理兴趣小组对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)为了方便测量纯净水样品的电阻,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器内径为D,装水部分长为L,容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时,发现指针偏转角度过小,该同学应换用 (选填“×100”或“×10k”)挡,换挡后进行正确操作,欧姆表示数如图1所示,对应的读数是 Ω(保留两位有效数字)。
(3)实验小组想用“伏安法”测量纯净水样的电阻值,有以下器材供选用:
A.电流表(0~600 A,内阻约100Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流2A)
F.电源(12V,内阻约1.0Ω)
G.开关和导线若干
为减小测量误差,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母)。
(4)选好器材后,该兴趣小组连接了如图2所示的实物图。请补充完实物问的连线,以便完成纯净水电阻的测量。
【解答】解:(1)由于纯净水中导电粒子较少,则纯净水电阻值偏大,电阻率偏大,电导率偏小,所以不合格的纯净水电导率应偏大。
(2)欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积,所以当选择欧姆表“×1k”挡时,发现指针偏转角度过小,说明电阻值偏大,应该换大倍率进行测量,所以应该选×10k挡;
图中所测电阻的读数为
12.0×10kΩ=1.2×105Ω
(3)由于电源电动势为12V,所以电压表应选择量程为0~15V的电压表,即电压表选D,流过待测样品的电流最大值为
故电流表选择A。
(4)由于待测样品电阻较大,所以滑动变阻器应采用分压接法,同时由于
所以电流表应采用内接法,故电路图如图所示
某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.电流表A1(内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA)
B.电流表A2(内阻约为0.4Ω,量程为0.6A)
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω,2A)
E.干电池组(6V,0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm.
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用 挡(填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为 Ω.
(3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,要求尽可能精确测量金属棒的阻值.
(4)若实验测得电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2,则金属棒电阻的表达式为Rx= .(用I1,I2,R0,Rg表示)
【解答】解:(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:6mm+12.6×0.01mm=6.126mm,由图示游标卡尺可知,其示数为:102mm+6×0.05mm=102.30mm=10.230cm;
(2)用欧姆表“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,说明所选挡位太大,应该换用×1Ω挡,挡并进行一系列正确操作,由图3所示可知,则金属棒的阻约为10×1Ω=10Ω;
(3)由题意可知,没有电压表,可以用电流表A1与定值电阻R0串联组成电压表测电压,用电流表A2测电流,由于改装后电压表内阻为100+900=1000Ω,电流表内阻约为0.4Ω,待测电阻阻值约为10Ω,滑动变阻器最大阻值为5Ω,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电压表内阻远大于电阻阻值,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示:
(4)金属棒电阻阻值:Rx;
故答案为:(1)6.126;10.230;(2)×1Ω;10;(3)如图所示;(4).
江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图(a)所示,现需测量其中空部分的面积,为此,制管师截取了一段粗细均匀的金属管进行测量:
(1)用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L,用螺旋测微器测量金属管的外径d,如图(b)所示,则读数d= mm;
(2)用图(c)所示的多用电表测量该段金属管的阻值,请完成下列测量步骤:
①旋动部件 (填字母“K”、“S”或“T”),使电表指针对准电流的“0”刻线。
②将选择开关旋转到“Ω”挡×10的位置。
③将红、黑表笔分别插入“+”“﹣”插孔,并将两表笔短接,旋动部件 (填字母“K”、“S”或“T”),使电表指针对准电阻的 。(填“0刻线”或“∞刻线”)
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数如图(d)所示,该电阻的阻值为R= Ω。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
(3)通过查表得知该合金材料的电阻率为ρ,则金属管中空部分的面积为 。(结果用字母符号表示)
【解答】解:(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,金属管的外径为d=6.5mm+22.5×0.01mm=6.725mm
(2)用欧姆表测量电阻前,应先机械调零,即旋动部件S,使电表指针对准电流的“0”刻线;
用欧姆表测量电阻时,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针指到表盘右侧的零刻度处,即将两表笔短接,旋动部件T,使电表指针对准电阻的“0刻线”。
该电阻的阻值为R=19×10Ω=190Ω
(3)根据电阻定律
横截面积为
则金属管中空部分的面积为。
故答案为:(1)6.725;(2)S;T;0刻线;190;(3)。
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