全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点5实验：练习使用多用电表精练含解析

全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点5实验：练习使用多用电表精练含解析

考点5 实验:练习使用多用电表 ‎1.[2020河北六校第一次联考,8分]如图甲所示为某一电路中的一部分,由于其中的一个电阻发生了断路,导致整个电路不能正常工作,小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作,请根据他们的测量情况,回答相应的问题.‎ ‎(1)小明首先在P、Q间接上一直流电源,P接电源正极,多用电表的选择开关置于“直流电压2.5 V”挡位,红表笔接P,黑表笔接Q,稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示,则P、Q之间的电压是　　　　　V. ‎ ‎(2)小明又将红表笔接P,黑表笔接M,若多用电表示数与P、Q之间的电压完全相同,则可以确定必定是　　　　　发生了断路. ‎ ‎(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下,将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位,调零后红表笔接P,黑表笔接M,电表指针在表盘上的位置如图丙所示,由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重,无法直接读取数据,他进一步观察发现,此时指针恰好位于表盘0~15 Ω之间的正中位置,其中15 Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置,则此时多用电表所测的阻值是　　　　 Ω,小亮据此确定电阻R2没有断路,你认为他的判断是　　　　　(填“正确”或“错误”)的. ‎ ‎2.[2020广东六校第一次联考,9分]某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并标上电阻刻度,要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度.可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值500 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值1 500 Ω),干电池( E=1.5 V,r=2 Ω),红、黑表笔和导线若干.‎ ‎(1)欧姆表的设计:将图(a)中的实物进行连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω,滑动变阻器应选　　　　(填“R1”或“R2”). ‎ ‎(2)刻度欧姆表的表盘:通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a、b两处的电流刻度分别为20和60,则a、b两处的电阻刻度分别为　　　　、　　　　. ‎ ‎3.[2020广东惠州第一次调研,9分]用电阻箱、多用电表(当电流表用)、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻.‎ ‎(1)将图(a)的实物连接成可完成实验的电路.‎ - 5 -‎ ‎(2)完成以下步骤的相关内容:‎ ‎①将多用电表的选择开关旋转至直流电流100 mA挡.‎ ‎②调节电阻箱,示数如图(b)所示,读得电阻值R=　　　Ω. ‎ ‎③合上开关,从多用电表上读得数值为I.‎ ‎④重复②③,收集多组R和I的数据.‎ ‎……‎ ‎(3)某同学根据他设计的实验以及收集到的数据,作出了如图(c)所示的R-‎1‎I图线,由此可知,干电池的电动势E=V(计算结果保留3位有效数字);图象的纵截距的绝对值表示　　　　　. ‎ ‎4.[2019山东聊城三模,6分]图甲是某实验小组在“练习使用多用电表”实验中的电路图.使用的器材有:‎ A.多用电表;‎ B.电压表(量程5 V,内阻十几千欧);‎ C.滑动变阻器(最大阻值5 kΩ);‎ D.导线若干.‎ 实验进行了如下操作:‎ ‎(1)将多用电表挡位调到欧姆挡“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔　　　　‎ - 5 -‎ ‎,调节“欧姆调零旋钮”使指针指到“0 Ω”. ‎ ‎(2)将图甲中多用电表的红表笔和　　　　(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端. ‎ ‎(3)在一次测量某定值电阻阻值时,多用电表的示数如图乙所示,读数为　　　　Ω. ‎ ‎(4)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个电池、一个电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图丙所示.实验中一同学先调节甲图中滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,用欧姆挡正确测量时,多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为　　　　V. ‎ ‎(5)该多用电表用久后,电池因老化造成其电动势变小、内阻增大,但该表仍能进行欧姆调零,则用其测得的电阻值　　　　真实值(填“大于”“等于”或“小于”). ‎ 考点5　实验:练习使用多用电表 ‎1.(1)2.00(2分)　(2)R2(2分)　(3)50(3分)　错误(1分)‎ 解析:(1)根据多用电表电压挡读数规则,P、Q之间的电压为2.00 V.(2)红表笔接P,黑表笔接M,若多用电表电压示数与P、Q之间的电压相同,说明多用电表测量的是电源电压,所以确定是R2发生了断路.(3)在该部分电路不接电源的情况下,将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率 “×10”的挡位,指针偏转‎3‎‎4‎,根据多用电表欧姆挡测量原理,由闭合电路欧姆定律有 - 5 -‎ Ig=ER内,0.5Ig=ER内‎+‎R中,0.75Ig=ER内‎+R,又R中=150 Ω,联立解得R=50 Ω.P、M之间的电阻值可能是R2的阻值,也可能是R1和R3串联后的电阻值,因此小亮确定R2没有断路是错误的.‎ ‎【实验攻略】　(1)根据多用电表电压挡读数规则,得出P、Q之间的电压.(2)根据电压检测电路时,通过观察多用电表指针的偏转情况,确定断路发生点.(3)利用闭合电路欧姆定律列方程得出待测电阻值.‎ ‎2. (1)如图所示(3分)　899.5(1分)　R2(1分)　(2)60(2分) 　10(2分)‎ 解析:(1)改装后的欧姆表的内阻为RΩ=EIg=‎1.5‎‎100×1‎‎0‎‎-6‎ Ω=15 kΩ,RΩ=r+Rg+R0+R,解得滑动变阻器接入电路的电阻R=899.5 Ω,故应选滑动变阻器R2.(2)指示刻度为a处20 μA时,Ia=ERΩ‎+‎Ra,解得Ra=EIa-RΩ=‎1.5‎‎20×1‎‎0‎‎-6‎ Ω-15 000 Ω=60 kΩ,故刻度应为60.同理指示刻度为b处60 μA时,Rb=EIb-RΩ=‎1.5‎‎60×1‎‎0‎‎-6‎ Ω-15 000 Ω=10 kΩ,故刻度应为10.‎ ‎【实验攻略】　闭合电路欧姆定律是解决欧姆表问题的核心,吃透原理是关键,欧姆调零时,Ig=Er+Rg+R‎0‎+R,当接入待测电阻Rx时,I=E‎(r+Rg+R‎0‎+R)+‎Rx,其中r+Rg+R0+R=RΩ=R中,即欧姆表内阻或称为中值电阻.‎ ‎3.(1)电路图如图所示(3分)　(2)12(2分)　(3)1.46(1.40~1.49均可)(2分)　多用电表在电流挡时的阻值与干电池的内阻之和(2分) ‎ 解析:(1)若将多用电表当电流表用,这时测干电池的电动势与内阻应采用安阻法,电路图如答图所示.(2)由图示可知,电阻箱示数是1×10 Ω+2×1 Ω=12 Ω.(3)采用安阻法测干电池的电动势与内阻时,由闭合电路欧姆定律可知E=I(r+R),则R=EI-r,图线的斜率等于干电池的电动势,即E=ΔRΔ‎1‎I=‎40-2‎‎36-10‎ V=1.46 V,图象的纵截距表示电路中除电阻箱以外的总电阻,即干电池内阻与多用电表在电流挡时的阻值之和.‎ ‎【规律总结】　本题是电学实验题,电源电动势和内阻的测量在教材中并没有将电流表放在干路,本题抓住这个命题点进行改编,符合高考命题源于教材而高于教材的思想,稍微做了一点知识迁移,考查考生实验原理的迁移能力、电路设计的能力.本题来源于教材学生实验,采用了一电表一电阻来完成实验测量,根据图象坐标轴的物理意义,写出该图象所对应的函数关系式是解决本题的关键.‎ ‎4.(1)短接(或“直接接触”)(1分)　(2)1(1分)　(3)1.5×104(1分)　(4)9(2分)　(5)大于(1分)‎ 解析:(1)欧姆表使用前一定要进行欧姆调零,即红黑表笔直接接触或短接后,调节欧姆调零旋钮,使指针指到“0 Ω”.‎ - 5 -‎ ‎(2)电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,又电流从电压表正接线柱流入,故红表笔与“1”端相连.‎ ‎(3)欧姆表读数=倍率×表盘读数=1k×15.0 Ω=1.5×104 Ω.‎ ‎(4)多用电表在欧姆挡时,电表的中值电阻等于内电阻,故R欧=15.0 kΩ,则有E=URV(R欧+RV),代入数据有E=9 V.‎ ‎(5)当表中的电池电动势变小,内阻变大时,根据闭合电路欧姆定律知,相同的待测电阻通过多用电表的电流减小,指针偏转角度减小,指针指示的读数变大,则测量值将变大.‎ - 5 -‎