高考全国卷1练习使用多用电表有详细答案

高考全国卷1练习使用多用电表有详细答案

高考全国卷1练习使用多用电表有详细答案 ‎1．实验目的 ‎(1)了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．‎ ‎(2)会使用多用电表测电压、电流及电阻．‎ ‎(3)会使用多用电表探索黑箱中的电学元件．‎ ‎2．实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．‎ ‎3．实验步骤 ‎(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．‎ ‎(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．‎ ‎(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．‎ ‎(4)测量小灯泡的电压和电流 ‎①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．‎ ‎②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．‎ ‎(5)测量定值电阻 ‎①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；‎ ‎②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；‎ ‎③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；‎ ‎④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．‎ ‎1．多用电表对电路故障的检测 ‎(1)断路故障的检测方法 ‎①将多用电表拨到电压挡作为电压表使用．‎ a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．‎ b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．‎ ‎②将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．‎ ‎③用欧姆挡检测 将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．‎ 不能用欧姆表检测电源的情况．‎ ‎(2)短路故障的检测方法 ‎①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．‎ ‎②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．‎ ‎2．使用多用电表的注意事项 ‎(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．‎ ‎(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，调整的是欧姆挡的调零旋扭．‎ ‎(3)测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．‎ ‎(4)测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．‎ ‎(5)由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．‎ ‎(6)使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．‎ ‎(7)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．‎ ‎(8)如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．‎ ‎3．欧姆表测电阻的误差分析 ‎(1)电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大．‎ ‎(2)欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常使表针指在中央刻度附近，即表盘的～范围内，误差较小．‎ ‎　　　　　　多用电表的基本使用 ‎　　某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．‎ 使用的器材有：‎ 多用电表；‎ 电压表：量程5 V，内阻十几千欧；‎ 滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；‎ 导线若干．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点．‎ ‎(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)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.‎ ‎(‎ ‎4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ.‎ ‎(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示．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，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.‎ ‎[解析]　(1)欧姆表调零：将红表笔和黑表笔短接，使指针指电阻0刻度．‎ ‎(2)多用电表欧姆挡测电压表的内阻应使电流从电压表的“＋”接线柱流入、“－”接线柱流出，而黑表笔连接多用电表内电池的正极，所以多用电表的红表笔和“－”端相连，黑表笔连接“＋”端．‎ ‎(3)多用电表和电压表的读数分别为15.0 kΩ和3.60 V.‎ ‎(4)由题图甲可知多用电表欧姆“×1 k”挡直接测量电压表的内阻RV，所以RV＝12.0 kΩ.‎ ‎(5)设多用电表内电池的电动势为E，多用电表电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为Rg，依题给条件由欧姆定律得：‎ 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 ‎1．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：‎ ‎(1)旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻线．‎ ‎(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置．‎ ‎(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的______(选填“0刻线”或“∞刻线”)．‎ ‎(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量．‎ A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 解析：机械调零应旋动S，使指针对准I＝0或Ω＝∞.欧姆调零应旋动T，使指针对准电阻的“0刻线”．指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率，重新进行欧姆调零，所以应按ADC顺序操作．‎ 答案：(1)S　(3)T　0刻线　(4)ADC ‎2．(2014·高考安徽卷)某同学为了测量一个量程为3 V的电压表的内阻，进行了如下实验．‎ ‎(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图甲所示，得出电压表的内阻为3.00×103‎ ‎ Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 V，则电压表的示数应为________ V(结果保留两位有效数字)．‎ ‎　　‎ ‎(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了图乙所示的电路图，实验步骤如下：‎ A．断开开关S，按图乙连接好电路；‎ B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；‎ C．将电阻箱R0的阻值调到零；‎ D．闭合开关S；‎ E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V的位置；‎ F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；‎ G．断开开关S.‎ 实验中可供选择的实验器材有：‎ a．待测电压表 b．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ω c．滑动变阻器：最大阻值10 Ω d．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω e．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω f．电池组：电动势约6 V，内阻可忽略 g．开关、导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：‎ ‎①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(选填“b”或“c”)，电阻箱中选用________(选填“d”或“e”)．‎ ‎②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(选填“＞”或“＜”)；若RV越大，则越________(选填“大”或“小”)．‎ 解析：(1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值．由欧姆挡中央刻度值“15”可知欧姆表内阻为1.5×103 Ω，根据电阻分压原理可知，电压表的示数U＝·RV＝×3.00×103 V＝1.0 V.‎ ‎(2)①明确半偏法测电阻的工作原理．由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知，滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻，故滑动变阻器选c.电阻箱的阻值应与电压表内阻近似，故电阻箱选d.‎ ‎②接入电阻箱后，电路总电阻阻值变大，干路电流变小，电阻箱R0‎ 和电压表分担的电压变大，则UR0>URV，故R测>R真．RV越大，R测越接近真实值，故越小．‎ 答案：(1)1.0　(2)①c　d　②>　小 ‎3．(2015·高考广东卷)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．‎ ‎　　　　‎ ‎(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图甲所示，读数为________Ω，据此应选择图中的________(选填“乙”或“丙”)电路进行实验．‎ ‎(2)连接所选电路，闭合S，滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(选填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．‎ ‎　　‎ ‎(3)图丁是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________(选填“X”或“Y”)是非线性元件．‎ ‎(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图戊所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，读数为1.00 V．利用图丁可算得E＝________V，r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)．‎ 解析：(1)用多用电表的欧姆挡测电阻时，电阻值＝示数×倍率，故读数为10 Ω×1＝10 Ω，由于＜，或RX≪RV，故用伏安法测元件X的电阻时，电流表应外接，故选乙电路进行实验．‎ ‎(2)滑片P从左向右滑动过程中，元件X两端的电压越来越大，电流越来越大，故电流表示数逐渐增大．‎ ‎(3)由U－I图线可知Y是非线性元件．‎ ‎(4)由(3)中的U－I图线，可知线性元件的电阻RX＝10 Ω，当S1、S2都闭合时，回路中的电流I1＝＝0.3 A，当S1闭合，S2断开时，回路中的电流I2＝＝0.1 A，根据闭合电路欧姆定律，得E＝I1(RX＋r)，E＝I2(RX＋R＋r)，联立两式并代入数据解得E≈3.2 V，r＝0.50 Ω.‎ 答案：(1)10　乙　(2)增大　(3)Y　(4)3.2　0.50‎ ‎　　　　　　用多用电表进行元件探测、检测电路故障 ‎　　如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．‎ ‎　　‎ ‎(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)．‎ ‎(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．‎ ‎(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示．‎ 请将记录表补充完整，并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路.‎ 两表笔接的接点 多用电表的示数 a、b ‎________Ω a、c ‎10.0 Ω b、c ‎15.0 Ω ‎[解析]　(1)A是指针定位螺丝，B是欧姆调零旋钮，C是功能选择开关，故选填A.‎ ‎ (2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．‎ ‎ (3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管．由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω.因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据知b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联．又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故a、b间有一个电阻时a、c间两个电阻串联；a、b间有两个电阻时两个电阻并联，电路图见答案．‎ ‎[答案]　(1)A　(2)短暂　(3)5.0　如下图所示 ‎4．(2014·高考天津卷)现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：‎ 多用电表(仅可使用欧姆挡)；‎ 一个电池组E(电动势6 V)；‎ 一个滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流1 A)；‎ 两个相同的电流表G(内阻Rg＝1 000 Ω，满偏电流Ig＝100 μA)；‎ 两个标准电阻(R1＝29 000 Ω，R2＝0.1 Ω)；‎ 一个电键S、导线若干．‎ ‎(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)．‎ A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆 B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆 C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量 D．如需进一步测量可换“×1 k”挡，调零后测量 ‎(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．‎ 解析：(1)用欧姆表粗测该电阻时，发现指针偏角非常大，说明欧姆表的读数非常小，因此，这个电阻的阻值很小，A正确．为了使欧姆表读数误差更小些，应换“×1”挡，调零后再测量，C正确，故选A、C.‎ ‎(2)要求测量电路的能耗较小，因此，应使用滑动变阻器的限流接法．可供选择的器材中无电压表，需用电流表G和R1串联改装成电压表．由于电流表G的量程太小，所以，需用R2和G并联改装成量程较大的电流表．由于未知电阻阻值较小，故电路采用“外接法”．综合考虑，电路图如图所示．‎ 答案：(1)AC　(2)见解析图 ‎5．(2014·高考重庆卷)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，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流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．‎ ‎(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．‎ ‎(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用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、小灯)．‎ 解析：(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．‎ ‎(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．‎ 答案：(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯 ‎6．(2015·高考全国卷Ⅰ)图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．‎ ‎(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.‎ ‎(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器．‎ ‎(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻．图乙中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(选填“b”或“c”)相连．判断依据是：________________________________________________________________________.‎ 解析：(1)设使用a和b两接线柱时，电表量程为I1，使用a和c两接线柱时，电表量程为I2，则 使用a和b时：＋Ig＝I1①‎ 使用a和c时：＋Ig＝I2②‎ 由①②两式得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω.‎ ‎(2)校准时电路中的总电阻的最小值为R小＝ Ω＝500 Ω，总电阻的最大值为R大＝ Ω＝3 000 Ω，故R0选300 Ω的，R选用最大阻值为3 000 Ω的滑动变阻器．‎ ‎(3)d接b时，R1和R2串联，不论是R1还是R2损坏，电表都有示数且示数相同，故应将d接c.根据d接c时的电路连接情况可知：闭合开关，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2.‎ 答案：(1)15　35　(2)300　3 000　(3)c　闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2‎ 多用电表当欧姆表使用时内有电源，往往会考查闭合电路欧姆定律、电动势和内阻的测定等，涉及的变形有：‎ ‎1．与电压表串联形成闭合电路，则E＝U＋·r，从而计算得到E；‎ ‎2．与电流表串联形成闭合电路，则E＝I(RA＋r)，从而计算得到E.‎ 范例　(2016·宿州模拟)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：‎ 甲 ‎(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；‎ ‎(2)若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中(a)、(b)、(‎ c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；‎ 乙 ‎(3)计算得到多用电表内电池的电动势为________V(保留3位有效数字)；‎ ‎(4)欧姆表刻度上中间刻度值为15，若将两表笔短接，流过多用电表的电流为________mA(保留3位有效数字)．‎ ‎[解析]　(1)根据“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极，故电流经过多用电表从a表笔流出，故a表笔为多用电表的黑表笔．‎ ‎(2)欧姆表读数为R＝14 Ω；电流表读数为I＝53.0 mA；电阻箱读数为4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.‎ ‎(3)欧姆表的内阻r＝R中＝15 Ω，由欧姆定律得：‎ E＝I(R＋r)＝1.54 V.‎ ‎(4)两表笔短接，则I0＝＝102 mA.‎ ‎[答案]　(1)黑　(2)14　53.0　4.6　(3)1.54　(4)102　‎ ‎[点评]　该实验把仪表读数、欧姆表测电阻和安阻法测电源电动势巧妙地融合在一起考查，只要掌握了欧姆表的原理和测电动势的方法，就不难解决．‎