2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 第6講 練習(xí)使用多用電表學(xué)案
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1、 第6講 練習(xí)使用多用電表 一、實驗?zāi)康? 1.了解多用電表的構(gòu)造和原理,掌握多用電表的使用方法. 2.會使用多用電表測電壓、電流及電阻. 3.會使用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件. 二、實驗器材 多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個. 三、實驗步驟 1.觀察:觀察多用電表的外形,認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項目及量程. 2.機(jī)械調(diào)零:檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置.若不指零,則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零. 3.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔. 4.測量小燈泡的電壓和電流 (1)按如圖甲所示的電路圖連好電路
2、,將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋,測小燈泡兩端的電壓. (2)按如圖乙所示的電路圖連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小燈泡的電流. 5.測量定值電阻 (1)根據(jù)被測電阻的估計阻值,選擇合適的擋位,把兩表筆短接,觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度,若不指在歐姆表的“0”刻度,調(diào)節(jié)歐姆表的調(diào)零旋鈕,使指針指在歐姆表的“0”刻度處; (2)將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù); (3)讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值,用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率,即得測量結(jié)果; (4)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋. 對多用電表的讀數(shù)及使用的考查[學(xué)生用書P1
3、67]
1.電流表與電壓表的改裝
(1)改裝方案
改裝為電壓表
改裝為大量程
的電流表
原理
串聯(lián)電阻分壓
并聯(lián)電阻分流
改裝原理圖
分壓電阻或
分流電阻
U=Ig(Rg+R)
故R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
故R=
改裝后
電表內(nèi)阻
RV=Rg+R>Rg
RA= 4、表)示數(shù),并計算滿刻度時的百分誤差,然后加以校正.
2.歐姆表原理(多用電表測電阻原理)
(1)構(gòu)造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成.
歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián).
外部:接被測電阻Rx.
全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx.
(2)工作原理:閉合電路歐姆定律I=.
(3)刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零.
①當(dāng)I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”.(圖甲)
②當(dāng)I=0時,Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“∞”.(圖乙)
③當(dāng)I=時,R 5、x=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,Rx叫中值電阻.
3.多用電表
(1)多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程.
(2)外形:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項目和量程.
(3)多用電表面板上還有:歐姆表的調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔).
4.二極管的單向?qū)щ娦?
(1)晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個極,即正極和負(fù)極,它的符號如圖甲所示.
(2)晶體二極 6、管具有單向?qū)щ娦?符號上的箭頭表示允許電流通過的方向).當(dāng)給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導(dǎo)通,如圖乙所示;當(dāng)給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示.
(3)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當(dāng)黑表筆接“正”極,紅表筆接“負(fù)”極時,電阻示數(shù)較小,反之電阻示數(shù)很大,由此可判斷出二極管的正、負(fù)極.
【典題例析】
(2017·高考全國卷Ⅲ)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B 7、端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V 擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋.
(1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接.
(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號).
A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置
C.使用電流擋時,調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=________Ω,R4=___ 8、_____Ω.
(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為________.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
[解析] (1)A端與電池正極相連,電流從A端流出,A端與黑表筆相連.
(2)使用多用電表前,應(yīng)機(jī)械調(diào)零,即應(yīng)調(diào)整“指針定位螺絲”,使指針指在表盤左端電流“0”位置,與R6無關(guān),選項A錯;使用歐姆擋時,需要紅、黑表筆短接,使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置,選項B對;使用電流擋時,B端與“1”或“2”相連,與R6無關(guān),C錯.
9、
(3)B端與“1”“2”相連時,該多用電表擋位分別為直流2.5 mA擋、直流1 mA擋,如圖1所示,由電表的改裝原理可知,B端與“2”相連時,有I2=IG+,解得R1+R2=160 Ω;B端與“4”相連時,如圖2所示,多用電表為直流電壓1 V擋,表頭并聯(lián)部分電阻R0=,R4=-R0=880 Ω.
(4)B端與“1”相連時,電表讀數(shù)為1.47 mA;B端與“3”相連時,多用電表為歐姆×100 Ω擋,讀數(shù)為11.0×100 Ω=1.10×103Ω;B端與“5”相連時,多用電表為直流電壓5 V擋,讀數(shù)為×5 V=2.95 V.
[答案](1)黑 (2)B (3)160 880
(4)1. 10、47 mA 1.10×103Ω 2.95 V
1.(2018·貴州遵義航天高級中學(xué)模擬)(1)用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量:
①旋動部件______,使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線.
②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置.
③將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動部件______,使指針對準(zhǔn)電阻的______(選填“0刻線”或“∞刻線”).
④將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小.為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按______的順序進(jìn)行操作,再完成讀數(shù)測量.
A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋 11、“×1 k”的位置
B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置
C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接
D.將兩表筆短接,旋動合適部件,對電表進(jìn)行校準(zhǔn)
(2)如圖所示,為多用電表的表盤,測電阻時,若用的是“×100”擋,這時指針?biāo)颈粶y電阻的阻值應(yīng)為________Ω;測直流電流時,用的是100 mA的量程,指針?biāo)倦娏髦禐開_______mA;測直流電壓時,用的是50 V量程,則指針?biāo)镜碾妷褐禐開_______V.
解析:(1)機(jī)械調(diào)零應(yīng)旋動S,使指針對準(zhǔn)I=0或Ω=∞.歐姆調(diào)零應(yīng)旋動T,使指針對準(zhǔn)電阻的“0刻線”.指針偏轉(zhuǎn)角度小,說明待測電阻大,所選倍率小,應(yīng)改選更大 12、的倍率,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,所以應(yīng)按ADC順序操作.
(2)①歐姆表讀數(shù)=刻度盤讀數(shù)×倍率=17×100 Ω=1 700 Ω;②選用量程為50 mA的電流擋,讀數(shù)選取中間刻度第二排,讀數(shù)為:23.5 mA,故100 mA的量程時的讀數(shù)為:47 mA;選用量程為50 V的電壓擋,讀數(shù)選取中間刻度第二排,讀數(shù)為:23.5 V.
答案:(1)①S?、跿 0刻線?、蹵DC (2)1 700 47 23.5
對元件探測和故障檢測的考查[學(xué)生用書P168]
1.多用電表對電路故障的檢測
(1)斷路故障的檢測方法
①將多用電表撥到電壓擋作為電壓表使用.
a.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為 13、零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞.
b.在電源完好時,再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表的示數(shù)為零,則說明該部分電路完好,若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷點(diǎn).
②將多用電表撥到電流擋作為電流表使用.將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路.
③用歐姆擋檢測
將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若有阻值(或有電流)說明元件完好,若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路.
不能用歐姆表檢測電源的情況.
(2)短路故障的檢測方法
①將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零, 14、則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路.
②用電流表檢測,若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障應(yīng)是短路.
2.使用多用電表的注意事項
(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實際方向.
(2)區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”.機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.
(3)測電壓時,多用電表應(yīng)與被測元件并聯(lián);測電流時,多用電表應(yīng)與被測元件串聯(lián).
(4)測量電阻時,每變換一次擋位都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.
(5)由于歐姆表盤難以估讀,測量結(jié) 15、果只需取兩位有效數(shù)字,讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)量程的倍率.
(6)使用多用電表時,手不能接觸測試筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應(yīng)注意不要用手接觸測試筆的金屬桿.
(7)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結(jié)果,甚至可能損壞電表.
(8)如果長期不用歐姆表,應(yīng)把表內(nèi)電池取出.
3.歐姆表測電阻的誤差分析
(1)電池舊了電動勢下降,會使電阻測量值偏大.
(2)歐姆表擋位選擇不當(dāng),導(dǎo)致表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差,通常使表針指在中央刻度附近,即表盤的~范圍內(nèi),誤差較?。?
【典題例析】
某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖甲所示,該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源 16、,導(dǎo)線及其接觸完好.維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V 擋檢測故障.他將黑表筆接在c點(diǎn),用紅表筆分別探測電路的a、b點(diǎn).
(1)斷開開關(guān),紅表筆接a點(diǎn)時多用表指示如圖乙所示,讀數(shù)為______V,說明______正常(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈).
,甲)
,乙)
(2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用表指示仍然和圖乙相同,可判定發(fā)生故障的器件是________(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈).
[解析] (1)因用直流50 V擋檢測,故滿偏時電壓為50 V,刻度均勻,在題圖乙所示位置時,讀數(shù)為11.5(11.2~11.8之間的值均可)V,說明蓄電 17、池正常.
(2)紅表筆接b點(diǎn),斷開開關(guān),指針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后多用電表讀數(shù)與原來相同,說明保險絲、開關(guān)均正常,發(fā)生故障的器件只能為小燈.
[答案] (1)11.5(11.2~11.8之間的值均可) 蓄電池
(2)小燈
2.小明在實驗室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件D,設(shè)計了如圖甲所示電路進(jìn)行實驗探究,請按要求回答問題:
(1)小明按圖甲連接好電路,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器滑片緩慢地從a端移到b端,發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大,后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變,若D為電阻元件,則該過程中它的電阻值的變化情況可能是________.
A.阻值一直為0
B.阻值先不變 18、,后續(xù)階段變小
C.阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2
D.阻值先不變,后階段變大
(2)根據(jù)元件D銘牌上的部分信息,小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管,它有正、負(fù)極之分,在電路中當(dāng)D的正極接高電勢時,其i-u線如圖乙中OC所示,當(dāng)D的負(fù)極接高電勢時,其i-u線如圖乙中OAB所示,其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū),由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的________極(選填“正”或“負(fù)”).
(3)小明接著設(shè)計了用多用電表歐姆擋按圖丙對該元件進(jìn)行探究,圖丙中虛線框部分是其內(nèi)部等效電路,已知電源電動勢E=9 V,電表滿偏電流Ig=3 mA.實驗時小明先進(jìn)行歐姆調(diào)零,則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為__________ 19、__Ω;調(diào)零后按圖丙連接元件D進(jìn)行測量,若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū),則此時測得元件D的阻值應(yīng)為____________Ω.
解析:(1)因在滑片移動過程中,發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大,后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變,則知元件阻值先不變,后續(xù)階段變小,故B正確.
(2)結(jié)合第(1)問中所給條件,可知D元件黑色部分為負(fù)極.
(3)由R總=,解得R總=3 000 Ω;D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時,其兩端電壓U=6 V,而U=,解得RD=6 000 Ω.
答案:(1)B (2)負(fù) (3)3 000(或3×103)
6 000(或6×103)
創(chuàng)新實驗[學(xué)生用書P169]
多用電表當(dāng)歐姆表 20、使用時內(nèi)有電源,往往會考查閉合電路歐姆定律、電動勢和內(nèi)阻的測定等,常涉及的變形有:
1.與電壓表串聯(lián)形成閉合電路,則E=U+·r,從而計算得到E.
2.與電流表串聯(lián)形成閉合電路,則E=I(RA+r),從而計算得到E.
【典題例析】
(2018·宿州模擬)使用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端.現(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干.實驗時,將多用電表調(diào)至×1 Ω擋,調(diào)好零點(diǎn);電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值.完成下列填空:
甲
21、(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆).若兩電表均正常工作,則表筆a為________(選填“紅”或“黑”)色.
(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙中(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為________Ω,電流表的讀數(shù)為________mA,電阻箱的讀數(shù)為________Ω.
乙
(3)歐姆表刻度上中間刻度值為15,計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V(保留3位有效數(shù)字).
(4)若將兩表筆短接,流過多用電表的電流為________mA(保留3位有效數(shù)字).
[解析] (1)根據(jù)所用電器“紅進(jìn)黑出”的一 22、般原則,對多用電表有,電流從紅表筆進(jìn)入多用電表,電流從黑表筆流出多用電表,由于設(shè)計電路圖中a表筆接在電流表的正極,故電流經(jīng)過多用電表從a表筆流出,故a表筆為多用電表的黑表筆.
(2)歐姆表讀數(shù)為R=14 Ω;電流表讀數(shù)為I=53.0 mA;電阻箱讀數(shù)為4×1 Ω+6×0.1 Ω=4.6 Ω.
(3)歐姆表的內(nèi)阻r=R中=15 Ω,由歐姆定律得:
E=I(R+r)≈1.54 V.
(4)兩表筆短接,則I0=≈102 mA.
[答案] (1)黑 (2)14 53.0 4.6 (3)1.54 (4)102
3.(2017·高考江蘇卷)某同學(xué)通過實驗制作一個簡易的溫控裝置,實驗原理電路圖 23、如圖甲所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現(xiàn)溫控.繼電器的電阻約20 Ω,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示.
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
Rt/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的實驗器材有:電源E1(3 V,內(nèi)阻不計)、電源E2(6 V,內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(0~200 Ω)、滑動變阻器R2(0~500 Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0~999.9 Ω)、開關(guān)S、導(dǎo)線 24、若干.
為使該裝置實現(xiàn)對30~80 ℃之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用________(選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”).
(2)實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作.某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖乙所示的選擇開關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”).
(3)合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查.在題圖甲中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”).
(4)排除故障后,欲使銜鐵在 25、熱敏電阻為50 ℃時被吸合,下列操作步驟的正確順序是________.(填寫各步驟前的序號)
①將熱敏電阻接入電路
②觀察到繼電器的銜鐵被吸合
③斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除
④合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值
⑤斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1 Ω
解析:(1)如果電源用E1,則在t=30 ℃時電路中的最大電流Im= A≈13.67 mA<15 mA,故不能實現(xiàn)對此溫度的控制,因此電源應(yīng)選用E2;為了在t=80 ℃時實現(xiàn)對溫度的控制,設(shè)滑動變阻器阻值的最大值至少為R′,則=0.015 A,解得R=330.9 Ω,因此滑動變阻器應(yīng)選用R2.
(2)要用多用電表 26、的直流電壓擋檢測故障,應(yīng)將選擇開關(guān)旋至C.
(3)如果只有b、c間斷路,說明b點(diǎn)與電源的負(fù)極間沒有形成通路,a、b間的電壓為零,表筆接在a、b間時,指針不偏轉(zhuǎn);c點(diǎn)與電源的負(fù)極間形成通路,a與電源的正極相通,a、c間有電壓,因此兩表筆接入a、c間時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).
(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50 ℃時被吸合,應(yīng)先斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,并將阻值調(diào)至108.1 Ω,合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,直至觀察到繼電器的銜鐵被吸合,這時斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除,將熱敏電阻接入電路.因此操作步驟的正確順序是⑤④②③①.
答案:(1)E2 R2 (2)C (3)不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)
27、
(4)⑤④②③①
[學(xué)生用書P170]
1.(1)某同學(xué)按如圖所示的電路圖連接元件后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮.該同學(xué)用多用電表的歐姆擋檢查電路的故障.檢查前,應(yīng)將開關(guān)S________.(選填“閉合”或“斷開”)
(2)若(1)中同學(xué)檢查結(jié)果如下表所示,由此可以確定________________.
測試點(diǎn)
b、f
b、e
b、d
d、e
多用電
表示數(shù)
無窮大
無窮大
500 Ω
無窮大
A.燈A斷路 B.燈B斷路
C.燈A、B都斷路 D.d、e間導(dǎo)線斷路
解析:(1)用歐姆擋檢查電路需將電路斷開.
(2)b、f之間電阻無窮大 28、說明b、f間有斷路,b、e之間電阻無窮大說明b、e間有斷路,d、e之間電阻無窮大說明d、e間有斷路,b、d間電阻有一定的數(shù)值,說明b、d間沒有斷路,所以斷路在d、e之間.
答案:(1)斷開 (2)D
2.某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 Ω的表頭按圖甲所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表.圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān).回答下列問題:
(1)根據(jù)圖甲所示的電路,在圖乙所示的實物圖上連線.
(2)開關(guān)S閉合時,多用電表用于測量________(選填“電流”“電壓”或“電阻”);開關(guān)S斷開時,多用電表用于測量________(選填“電流”“電壓”或“電阻”).
(3) 29、表筆A應(yīng)為________色(選填“紅”或“黑”).
(4)定值電阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)
解析:(2)開關(guān)S閉合時,電阻R1與電流表并聯(lián),多用電表用于測量電流;開關(guān)S斷開時,電阻R2與電流表串聯(lián),多用電表用于測量電壓.
(3)根據(jù)電流應(yīng)從電流表或電壓表的正接線柱進(jìn),從負(fù)接線柱出,即從表筆A出,表筆A應(yīng)為黑色,表筆B應(yīng)為紅色.
(4)開關(guān)S斷開時,由串聯(lián)電路知識知,Ig(R2+Rg)=U,解得R2=880 Ω;開關(guān)S閉合時,由并聯(lián)電路知識知,Ig(R2+Rg)=(I-Ig)R1,解得R1≈1.00 Ω.
答案:(1)連線如 30、圖所示 (2)電流 電壓 (3)黑
(4)1.00 880
3.現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:
多用電表(僅可使用歐姆擋);
一個電池組E(電動勢6 V);
一個滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流1 A);
兩個相同的電流表G(內(nèi)阻Rg=1 000 Ω,滿偏電流Ig=100 μA);
兩個標(biāo)準(zhǔn)電阻(R1=29 000 Ω,R2=0.1 Ω);
一個電鍵S、導(dǎo)線若干.
(1)為了設(shè)計電路,先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻,采用“×10”擋,調(diào)零后測量該電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)非常大,最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來,下列判斷和做法正確的是________(填字 31、母代號).
A.這個電阻阻值很小,估計只有幾歐姆
B.這個電阻阻值很大,估計有幾千歐姆
C.如需進(jìn)一步測量可換“×1”擋,調(diào)零后測量
D.如需進(jìn)一步測量可換“×1 k”擋,調(diào)零后測量
(2)根據(jù)粗測的判斷,設(shè)計一個測量電路,要求測量盡量準(zhǔn)確并使電路能耗較小,畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁.
解析:(1)用歐姆表粗測該電阻時,發(fā)現(xiàn)指針偏角非常大,說明歐姆表的讀數(shù)非常小,因此,這個電阻的阻值很小,A正確;為了使歐姆表讀數(shù)誤差更小些,應(yīng)換“×1”擋,調(diào)零后再測量,C正確.
(2)要求測量電路的能耗較小,因此,應(yīng)使用滑動變阻器的限流接法.可供選擇的器材中無電壓表,需 32、用電流表G和R1串聯(lián)改裝成電壓表.由于電流表G的量程太小,所以,需用R2和G并聯(lián)改裝成量程較大的電流表.由于未知電阻阻值較小,故電路采用“外接法”.綜合考慮,電路圖如圖所示.
答案:(1)AC (2)見解析圖
4.某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻.
使用的器材有:
多用電表;
電壓表:量程5 V,內(nèi)阻十幾千歐;
滑動變阻器:最大阻值5 kΩ;
導(dǎo)線若干.
回答下列問題:
(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k”擋,再將紅表筆和黑表筆________,調(diào)零點(diǎn).
(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和_______ 33、_(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端.
(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖乙所示,這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為________kΩ和________V.
(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V.從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為________kΩ.
(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖丁所示.根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V,電阻“×1 k 34、”擋內(nèi)部電路的總電阻為____________kΩ.
解析:(1)歐姆表調(diào)零:將紅表筆和黑表筆短接,使指針指電阻0刻度.
(2)多用電表歐姆擋測電壓表的內(nèi)阻應(yīng)使電流從電壓表的“+”接線柱流入、“-”接線柱流出,而黑表筆連接多用電表內(nèi)電池的正極,所以多用電表的紅表筆和“-”端相連,黑表筆連接“+”端.
(3)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為15.0 kΩ和3.60 V.
(4)由題圖甲可知多用電表歐姆“×1 k”擋直接測量電壓表的內(nèi)阻RV,所以RV=12.0 kΩ.
(5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動勢為E,多用電表電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為Rg,依題給條件由歐姆定律得:E=(15.0+Rg),E=(12.0+Rg),
又RV=12.0 kΩ,解得:E=9.00 V,Rg=15.0 kΩ.
答案:(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60
(4)12.0 (5)9.00 15.0
14
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