高中物理鲁科版选修3-1 练习练习使用多用电表Word版含解析

　多用电表的原理
　实验:练习使用多用电表
/基础巩固
/1(多选)关于欧姆表,下列说法正确的是(　　)
A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
B.由于电流和电阻成反比,所以刻度盘上的刻度是均匀的
C.使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行电阻调零
D.当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时,可不必进行电阻调零
解析:欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。因为Ix=
??
(??+??+
??
g
)+
??
??
,所以Ix与Rx并不成比例关系,所以刻度盘上的刻度不均匀;使用欧姆表时,每换一次挡位都需进行一次电阻调零。
答案:AC
/2(多选)关于多用电表表头上的刻度线,下列说法正确的是(　　)
A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用同一刻度
B.电阻刻度线是不均匀的
C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线相对应
D.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线不对应
解析:要认识多用电表的表盘,电流表和电压表零刻度线在左侧,最大刻度线在右侧,左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合;右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合,欧姆表从右向左读数。故选项A、B、C正确。
答案:ABC
/3用多用电表测直流电压U和测电阻R时,若红表笔插入多用电表的正(+)插孔,则(　　)
A.测电压时电流从红表笔流入多用电表;测电阻时电流从红表笔流出多用电表
B.测电压、测电阻时电流均从红表笔流入多用电表
C.测电压、测电阻时电流均从红表笔流出多用电表
D.测电压时电流从红表笔流出多用电表,测电阻时电流从红表笔流入多用电表
解析:当电压表使用时,电流从正极流入;当欧姆表使用时,电流也从正极流入,因为此时红表笔接的是电源的负极。
答案:B
/4某多用电表表盘的示意图如图所示,在正确操作的情况下:
/
(1)若选择开关的位置如a所示,则测量的物理量是　　　　,测量结果为　　　　。?
(2)若选择开关的位置如b所示,则测量的物理量是　　　　,测量结果为　　　　。?
(3)若选择开关的位置如c所示,则测量的物理量是　　　　,测量结果为　　　　。?
(4)若选择开关的位置如c所示,正确操作后发现指针的偏转角度很小,那么应选择　　　　　　　　挡测电阻。?
答案:(1)直流电压　1.25 V　(2)直流电流　50 mA　(3)电阻　1.6 kΩ　(4)×1k
/5某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值。
A.电流表,满偏电流为1 mA,内阻为20 Ω
B.电流表,满偏电流为0.6 A,内阻为5 Ω
C.电动势15 V,内阻5 Ω的直流电源
D.电动势3 V,内阻3 Ω的直流电源
E.最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器
F.最大阻值为100 Ω的滑动变阻器
(1)以上器材应选用　　　　(填字母),并画出所组装的欧姆表的内部电路结构图。?
(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为　　　　Ω。?
(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为
　　　　　Ω。?
(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍然能正常调零,这将导致测量的结果　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。?
解析:(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即I=
??
??+
??
g
+??
,调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大时,电流小于电流表的满偏电流Ig,综合考虑应选A、D、E。欧姆表的内部电路结构图如图所示。
/
(2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得E=Ig(R+Rg+r),代入数据解得R=2 977 Ω。
(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+Rg+r+Rx),由题意得I=
??
g
3
,代入数据得Rx=6 000 Ω。
(4)由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结果准确。
答案:(1)A、D、E　内部电路结构图如解析图所示。
(2)2 977　(3)6 000　(4)准确
/6某照明电路出现故障,其电路如图甲所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为电源,导线及各部分接触完好。
维修人员使用已调好的多用电表的直流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。
/
甲
/
乙
(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示,读数为　　　　V,说明　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。?
(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乙相同,可判定发生故障的器件是　　　　(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。?
解析:(1) 根据题意,应按照0~50 V刻度线读数,其最小刻度为1 V,读数时估读到下一位,则读数为11.5 V。所测电压应为蓄电池的端电压,略小于其标称值,说明蓄电池正常。(2)断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表示数仍为蓄电池的端电压,表明小灯损坏,导致b、c间电路不通。
答案:(1)11.5(11.2~11.8之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯
7如图所示,一只黑箱有A、B、C三个接线柱,已知黑箱内的电器元件只有两个,某同学利用多用电表电压挡测量,各接线柱间电压均为零,利用欧姆挡依次进行6次测量,将每次红黑表笔的位置、测得的阻值都填入表中。
/
黑表笔
B
A
B
C
C
A
红表笔
A
C
C
A
B
B
阻值/kΩ
5.3
2
9.5
2
∞
∞
试画出黑箱中的电路图。
解析:用电压表测量电压判断出电路中无电源。欧姆挡正反接阻值不同,说明存在二极管。A、C正反接阻值相同,说明其间只有纯电阻。由于二极管正向电阻是非线性的,因此,RBC≠RBA+RAC,电路图如图所示。
/
答案:见解析
/能力提升
/1使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时,如果两手同时分别接触两表笔的金属杆,则造成测量值(　　)
A.比真实值大
B.比真实值小
C.与真实值相等
D.可能比真实值大,也可能小
解析:两手同时分别接触两表笔金属杆,相当于在导体两端并联上一个电阻,测量值比真实值小。
答案:B
/2(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用和连接,正确的叙述是(　　)
A.测电阻前要使红黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指零
B.红表笔与表内电池的正极相接,黑表笔与表内电池的负极相接
C.红表笔与表内电池的负极相接,黑表笔与表内电池的正极相接
D.测电阻时,表针偏转角度越大,待测电阻值越大
解析:每次测量电阻之前都要进行电阻调零,A对;由欧姆表内部结构可知B错,C对;测电阻时,表针偏转角度越大,说明通过表头的电流越大,待测电阻值越小,故D错。
答案:AC
/3一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成欧姆表,调零后用它测500 Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间,如用它测量一个未知电阻时,指针指在 1 mA 处,则被测电阻的阻值为(　　)
A.1 000 Ω　　　　　　　 B.5 000 Ω
C.150 Ω D.2 000 Ω
解析:因为电表测500 Ω的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间,由
??
g
2
=
??
(??+??+
??
g
)+
??
??
知Rx=R内=500 Ω,R内=R+r+Rg。则由Ix=
??
(??+??+
??
g
)+
??
??
知,当指针指在1 mA处时,被测电阻阻值为 1 000 Ω。
答案:A
/4右图为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻rg=100 Ω,调零电阻的最大值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是(　　)
/
A.30~80 kΩ　　　　　　 B.3~8 kΩ
C.300~800 Ω D.30~80 Ω
解析:由Ix=
??
(??+
??
0
+??+
??
g
)+
??
??
知,该电表的中值电阻为R+R0+r+rg=R内=
??
??
g
=5 kΩ,又有欧姆表的测量值越靠近中间刻度越准确,所以B正确。
答案:B
/5一个多用电表内的电池已使用很久了,但是转动调零旋钮时,仍可使表针调至零欧姆刻度处。用这只多用电表测出的电阻值R',与被测电阻的真实值R相比(　　)
A.R'=R B.R'>R
C.R'解析:电池用久了,表明该电池将其他形式的能转化为电能的本领弱了,也就是电池的电动势变小了。欧姆表仍能调零,由公式 Ig=
??
??
内
知,表的总内阻变小,中间刻度等于内阻,可见表盘刻度应比实际的变小了,因为测量读数仍就是原表盘刻度,所以读出的数据应大于实际的。
答案:B
/6某同学用多用电表粗测一段金属丝的阻值,操作过程如下:
(1)将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔,选择开关旋至电阻挡“×10”挡位。
/
甲
(2)将红、黑表笔短接,调节　　　　(选填图甲中的“A”“B”或“C”)旋钮,使欧姆表指针对准电阻的　　　　(选填“0刻线”或“∞刻线”)处。?
(3)把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,此时多用电表的示数如图乙所示。
/
乙
/
丙
(4)为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些,小明将选择开关旋至电阻挡　　　　(选填“×1”或“×1 k”)挡位,重新进行　　　　　　　　。?
(5)重新测量得到的结果如图丙所示,则金属丝的电阻为　　　　Ω。?
解析:(2)用多用电表测阻值,选挡后一定要先进行欧姆调零:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮B,使指针对准电阻表盘上的0刻度线。
(4)选“×10”挡位时,指针偏转角度较大,被测阻值较小,应换小挡“×1”挡,换挡后重新欧姆调零。
(5)图丙所示指针示数为6.0 Ω,倍率为“×1”,故最后读数为6.0×1 Ω=6 Ω。
答案:(2)B　0刻线　(4)×1　欧姆调零　 (5)6.0
/7★右图是一个多用电表欧姆挡(欧姆表)内部电路示意图。电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω;电池电动势1.5 V、内阻1 Ω;变阻器R0阻值0~5 000 Ω。
/
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变　　　　(选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是　　　　 Ω。?
(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果　　　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。?
解析:(1)由闭合电路欧姆定律得Ig=
??
??
g
+??+
??
0
,即R0=
??
??
g
???g???,式中E变小,r变大,故R0将变小;因该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V刻度的,测得某电阻阻值为300 Ω时,电流表中的电流I=
??
??+
??
Ω
,其中RΩ=
??
??
g
,当电动势下降到E'=1.45 V时,此时欧姆表的内阻RΩ'=
??'
??
g
,由闭合电路欧姆定律得I=
??'
??'+
??
Ω
'
,解得真实值R'=290 Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确,这是因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。
答案:(1)小　290
(2)准确