高中物理人教版选修3-1 第二章 第8节 多用电表原理 课后作业 Word版含解析

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名称 高中物理人教版选修3-1 第二章 第8节 多用电表原理 课后作业 Word版含解析
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-01-02 15:05:21

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1.(多用电表原理)(多选)关于多用电表,下列说法正确的是(  )
A.多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的
B.用多用电表无论是测电压、电流还是测电阻,红表笔的电势都高于黑表笔的电势
C.多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的
D.用多用电表测电压、测电流和测电阻时,电流都是从红表笔流入的
答案 AD
解析 多用电表内只有一个表头,所以A正确;对于多用电表,电流都是从红表笔流进,从黑表笔流出,故测电压、电流时,红表笔电势高,测电阻时,黑表笔接内部电源的正极,故黑表笔电势高于红表笔,D正确,B错误;欧姆挡和其他挡不同,它是靠内部电源提供电流的,C错误。
2.(欧姆表的原理)(多选)关于多用电表上的欧姆刻度线,下列说法中正确的是(  )
A.零欧姆刻度线与零电流刻度线重合
B.零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合
C.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密
D.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越小,刻度线越密
答案 BC
解析 因为多用电表在不使用时,指针指在电流表的零刻度线上,但是此时欧姆表的两个表笔并没有接触,表笔之间的电阻无穷大,所以电流表的零刻度线对应的是欧姆表的无穷大刻度线。当电流表处于满偏刻度上时,对应的电阻最小,所以零欧姆刻度线与电流表的满偏刻度线重合,A错误,B正确;从欧姆表的刻度盘上得知欧姆表的刻度是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密,C正确,D错误。
3.(欧姆表的结构)如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的(  )
答案 A
解析 红表笔接内部电源的负极,且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零,A正确。
4.(欧姆表的原理)(多选)欧姆表的内部电路如图所示,已知电流计的电阻为Rg,滑动变阻器接入电路的阻值为R0,电源的电动势和内阻分别为E、r。下列说法正确的是(  )
A.欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律
B.电路图中左侧的表笔为黑表笔
C.欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度
D.欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r+Rg+R0
答案 AD
解析 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的,A正确;电流从黑表笔流出,红表笔流进,红表笔接内部电源的负极,B错误;刻度盘的最左端是欧姆“∞”刻度,C错误;当欧姆表指针指在中间位置时,=,Ig=,所以Rx=Rg+R0+r,即中间刻度值为R中=r+Rg+R0,D正确。
5.(欧姆表的原理)用一个满偏电流为10 mA、内阻为40 Ω的表头,一个电动势为1.5 V、内阻不计的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表,应当选择的可变电阻的规格是(  )
A.0~20 Ω B.0~50 Ω
C.0~100 Ω D.0~200 Ω
答案 D
解析 表头的满偏电流为10 mA,欧姆调零时有R+40 Ω==150 Ω,故R=110 Ω,可变电阻应当选择0~200 Ω,否则不能调零,D正确。
6.(欧姆表的原理)用欧姆表测一个电阻R的阻值,选择旋钮置于“×10”挡,测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间,可以确定(  )
A.R=150 Ω B.R=1500 Ω
C.1000 Ω<R<1500 Ω D.1500 Ω<R<2000 Ω
答案 C
解析 表盘右疏左密,所以指针指在100与200刻度弧线的正中间,可以确定1000 Ω<R<1500 Ω,故选C。
7.(多用电表的原理)多用电表是实验室常用的实验器材之一,其原理是闭合电路的欧姆定律,它能测电阻、电压、电流等。如图为多用电表的内部构造,如果用它来测量某电阻的阻值,则应将开关扳到________或________位置;其中5、6挡位为测量________挡,且________挡量程比较大,1、2挡位为测量________挡,________挡量程比较大。
答案 3 4 电压 6 电流 1
解析 使用欧姆挡时需要电表内接电源,所以3、4为欧姆挡;由于串联电阻具有分压作用,所以将灵敏电流计的表头改装成电压表时应串联电阻,故5、6为电压挡,又因串联电阻越大,量程越大,所以6挡量程比较大;由并联电阻的分流作用知1、2为电流挡,1、2两挡测电流的对应量程分别为I1=+Ig,I2=+Ig,可知I1>I2。
8.(多用电表的认识)(1)参考多用电表面板完成下列填空:用多用电表测直流电流时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表________联接到被测电路中;若测电压时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表与被测电路________联。测直流电压和电流时,都必须把红表笔接在电势________处,即电流从________表笔流进多用电表。
(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘。
①如果是用“×10”挡测量电阻,则读数为________ Ω。
②如果是用直流10 mA挡测量电流,则读数为________ mA。
③如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为________ V。
答案 (1)mA 串 V 并 高 红
(2)①60 ②7.2 ③3.60
解析 (1)用多用电表测直流电流时,选择开关应置于“mA”挡,且把电表串联接入被测电路中;测电压时,把选择开关置于标有“V”处,且并联于被测电路两端;因红表笔与表头正接线柱相连,黑表笔与表头负接线柱相连,因此测直流电压和直流电流时,都必须把红表笔接在电势高处,即电流从红表笔进入多用电表。
(2)用多用电表测电流或电压时,只要根据旋钮所指示的量程看相对应的刻度弧线,根据读数规则,直接读出指示的读数即可,而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率,才是电阻的测量值。
①因为选的是“×10”挡,所以读数为6×10 Ω=60 Ω。
②因为用直流10 mA挡测电流,所以对应下面10 mA挡读数为7.2 mA(注意从直流刻度区读)。
③用直流5 V挡测时,电压为3.60 V。
B组:等级性水平训练
9.(欧姆表的原理)如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至满刻度处。现用该表测一未知电阻,指针偏转至满刻度的处,则该电阻的阻值为(  )
A.4R B.5R C.10R D.16R
答案 D
解析 当进行欧姆调零时,根据闭合电路欧姆定律,此时欧姆表满偏,即Ig=,当测量阻值为R的电阻时,有=,设待测电阻的阻值为Rx,则有=,联立各式解得Rx=16R,故D正确。
10.(多用电表的原理)在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,如图甲为电表的电路图。已知选用的电流表内阻Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心,上排刻度线对应数据没有标出。
(1)若指针在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________ mA;选择开关接3时其读数为________ V。
(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红、黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将电表红、黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指C处,此时电阻箱的示数如图丙,则C处刻度应为________ Ω。
③计算得到多用电表内电池的电动势为________ V。(保留两位有效数字)
(3)调零后将多用电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻的阻值为________ Ω。(保留两位有效数字)
答案 (1)6.9 173(172~174均可)
(2)②150 ③1.5
(3)67
解析 (1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2 mA,示数为6.9 mA;选择开关接3时测电压,其分度值为5 V,其示数为173 V。
(2)②电阻箱示数为0×1000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω,即C处刻度。
③指针指在C处时,电流表示数为5 mA=0.005 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 Ω,电源电动势E=IgR=0.01×150 V=1.5 V。
(3)根据第(1)问可知,表头所示电流为6.9 mA;调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连,此时电路中的电流值也为6.9 mA,而表内电池的电动势为E=1.5 V,表内总电阻为150 Ω,由欧姆定律可知:R= Ω-150 Ω≈67 Ω,所以待测电阻的阻值为67 Ω。
11.(欧姆表的原理)如图所示为一简单欧姆表的原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=________ kΩ,若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案 红 5 变大
解析 由I=及Ig=,且指针指在刻度盘中央,I=Ig=150 μA,联立解得Rx=5 kΩ;因电池电动势E变小,欧姆调零后,根据Ig=,欧姆表的内阻变小,电阻测量值是通过电流表示数显示出来的,I==,R内变小时I变小,即接入同样的被测电阻,通过的电流变小,欧姆表读数变大。
12.(欧姆表的原理)如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω;电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω,变阻器R0阻值为0~5000 Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V标注的,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________(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________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
答案 (1)小 290 (2)准确
解析 (1)由闭合电路欧姆定律Ig=得,R0=-Rg-r,因为式中E变小,r变大,故R0将变小。因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V标注的,所以测得某电阻阻值为300 Ω时,电流表中的电流I=,其中R Ω=,当电池电动势下降到E′=1.45 V时,此时欧姆表的内阻R Ω′=。由闭合电路欧姆定律得I=,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,调零后欧姆表内阻不变,故测量某电阻的阻值,其测量结果准确。
13.(欧姆表的原理)用欧姆表测电阻的优点是快捷、方便,缺点是读数不够精确,尤其是当表内电池的电动势下降后,测出的电阻值与真实值之间有较大的差异。图甲所示是一个欧姆表的电路结构图,图乙是其表盘的刻度(刻度值是按照表内电池电动势为1.5 V的正常值刻制的)。已知在电流满偏刻度的处所标的电阻值为15 Ω。问:
(1)该欧姆表的内阻(即Rg、r和R0之和)为________ Ω。
(2)在满偏刻度处的B点所标的电阻值为________ Ω。
(3)当表内电池的电动势下降为1.4 V时(欧姆表仍可准确调零),在测某一电阻Rx时,欧姆表的指针恰好指在B点,此时Rx的真实值为________ Ω。
答案 (1)15 (2)30 (3)28
解析 (1)该欧姆表的内阻等于电流满偏刻度的处所标的电阻值,即R内=15 Ω。
(2)设电流表的满偏刻度为Ig,根据闭合电路欧姆定律,有Ig=
当电流为满偏刻度的时,有=
解得RB=2R内=30 Ω。
(3)当表内电池的电动势下降为1.4 V时,有Ig=
解得R内′=14 Ω
当欧姆表的指针恰好指在B点时,有=
解得Rx=2R内′=28 Ω。