2020年高考物理一輪復習 第9章 恒定電流 實驗專題(十二)第45講 多用電表的原理與使用學案(含解析).doc
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第45講 多用電表的原理與使用 考點一 歐姆表和多用電表的原理 一、歐姆表原理 1.歐姆表內部電路簡化如圖。 2.歐姆表測電阻阻值的原理:閉合電路歐姆定律。 (1)紅、黑表筆短接,進行歐姆調零時,指針滿偏,有Ig=。 (2)當紅、黑表筆之間接有未知電阻Rx時,有I=,故每一個未知電阻都對應一個電流值I。 由于I與R是非線性關系,表盤上電流刻度是均勻的,所以其對應的電阻刻度卻是不均勻的。電阻的零刻度在電流滿偏處,即表盤刻度的最右端。當Rx=Rg+R+r時,I=,指針半偏,所以歐姆表的內阻等于中值電阻。 二、多用電表原理 1.多用電表內部電路簡化如圖。 2.多用電表原理及擋位區(qū)別 (1)當S接通1或2時,表頭與電阻并聯(lián),所以1、2為電流擋,由于并聯(lián)阻值的大小不同,量程也不同,1的量程較大。 (2)當S接通3或4時,接通內部電源,此時為歐姆擋,4的倍率比3的倍率高。 (3)當S接通5或6時,表頭與電阻串聯(lián),此時為電壓擋,由于串聯(lián)的阻值不同,6的量程比5的量程大。 1.[教材母題] (人教版選修3-1 P66T3)某人把電流表、干電池和一個定值電阻串聯(lián)后,兩端連接兩支測量表筆,做成了一個測量電阻的裝置。兩支表筆直接接觸時,電流表讀數(shù)為5.0 mA,兩支表筆與200 Ω的電阻連接時,電流表讀數(shù)為3.0 mA。現(xiàn)在把表筆與一個未知電阻連接,電流表讀數(shù)為2.5 mA,這個未知電阻是多大? [變式子題] 如圖是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖,此歐姆表已經(jīng)調零,用此歐姆表測一阻值為R的電阻時,指針偏轉至滿刻度的處?,F(xiàn)用該表測一未知電阻,指針偏轉到滿刻度的處,則該電阻的阻值為( ) A.4R B.5R C.10R D.16R 答案 D 解析 當進行電阻調零時,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,此時歐姆表滿偏,即Ig=。當測量電阻值為R的電阻時,有=。設待測電阻的阻值為R′,則有=。聯(lián)立以上各式解得R′=16R,故D正確。 2.若一多用電表的內部電路如圖所示,已知表頭G的內阻為400 Ω,滿偏電流為2 mA;兩個電池的電動勢分別為E=1.5 V,E′=9 V。 (1)若R1=1.0 Ω,R2=99 Ω,當選擇開關置于“1”時,多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”),其測量的最大值(量程)為________。 (2)在(1)的條件下,若R5=0.92103 Ω,R6=9.0103 Ω,當選擇開關置于“6”時,多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”),其測量的最大值(量程)為________。 (3)當選擇開關置于“3”時,多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”);若要測量的是阻值為幾千歐姆的電阻,應當把選擇開關置于“________”。 答案 (1)電流 1.0 A (2)電壓 100 V (3)電阻 4 解析 (1)當選擇開關置于“1”時,表頭與R2串聯(lián)后與R1并聯(lián),多用電表測量的是電流,設測量的最大值(量程)為I,則有(400 Ω+99 Ω)210-3 A=(I-210-3 A)1.0 Ω,解得I=1.0 A。 (2)表頭兩端電壓U0=400210-3 V=0.8 V,當選擇開關置于“6”時,表頭與R1和R2并聯(lián),然后與R5和R6串聯(lián),多用電表測量的是電壓,流過R5和R6的最大電流為I′=210-3 A+=0.01 A,測量的最大值(量程)為U=I′(R5+R6)+U0=100 V。 (3)當選擇開關置于“3”時,多用電表測量的是電阻;若要測量的是阻值為幾千歐姆的大電阻,多用電表中值電阻應該為幾千歐姆,需要的電池電動勢比較大,所以應當把選擇開關置于4。 3.若某歐姆表表頭的滿偏電流為5 mA,內裝一節(jié)干電池,電動勢為1.5 V,那么該歐姆表的內阻為________ Ω。待測電阻接入紅、黑兩表筆之間時,指針指在刻度盤的中央,則待測電阻的阻值為________ Ω。若指針指在滿刻度的處,則待測電阻的阻值為________ Ω。 答案 300 300 100 解析 將紅、黑表筆短接,調節(jié)調零電阻的阻值,當電流表指針滿偏時Ig=,歐姆表的內阻R內=Rg+r+R0== Ω=300 Ω。 當電流為Ig時,有Ig=,即R內+Rx1==600 Ω,故Rx1=300 Ω。 當電流為Ig時,有Ig=,即R內+Rx2==400 Ω,故Rx2=100 Ω。 考點二 多用電表的使用 1.多用電表面板 (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)外形如圖所示:上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部分為選擇開關,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:歐姆表的歐姆調零旋鈕(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、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。 2.利用多用電表測電壓、電流和電阻 (1)觀察:觀察多用電表的外形,認識選擇開關的測量項目及量程。 (2)機械調零: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,則可用小螺絲刀進行機械調零。 (3)將兩支表筆分別插入“+”“-”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,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,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,調節(jié)歐姆調零旋鈕,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,即得測量結果。 ④測量完畢,將選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 為確定某電子元件的電氣特性,做如下測量。 (1)用多用電表測量該元件的電阻,選用“100”倍率的電阻擋測量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉過大,因此需選擇________(填“10”或“1 k”)倍率的電阻擋,并______________再進行測量,多用電表的示數(shù)如圖甲所示,測量結果為________ Ω。 (2)將待測元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動變阻器、電流表、多用電表、開關及若干導線連接成電路,如圖乙所示。添加連線,使電路能測量該元件完整的伏安特性。 本實驗中使用多用電表測電壓,多用電表的選擇開關應調到______________(填“直流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)擋。 解析 (1)用多用電表測量該元件的電阻,選用“100”倍率的電阻擋測量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉過大,說明電阻較小,因此需選擇“10”倍率的電阻擋,并重新歐姆調零后再進行測量,測量結果為70 Ω。 (2)要測量該元件完整的伏安特性,必須連接成滑動變阻器分壓式電路。本實驗中使用多用電表測電壓,待測元件額定電壓為9 V,多用電表的選擇開關應調到直流電壓10 V擋。 答案 (1)10重新歐姆調零70 (2)如圖所示直流電壓10 V 特別提醒 (1)使用前要機械調零。 (2)兩表筆在使用時,電流總是“紅入”“黑出”。 (3)測電阻時 ①指針指中值附近較準,否則換擋。 ②每換一擋必須重新歐姆調零。 ③讀出示數(shù)要乘以倍率。 (4)使用完畢,選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應取出電池。 用多用電表的歐姆擋測量一未知電阻的阻值。若將選擇倍率的旋鈕撥至“100”擋時,測量時指針停在刻度盤0 Ω 附近處,為了提高測量的精確性,有下列可供選擇的步驟: A.將兩根表筆短接 B.將選擇開關撥至“1 k”擋 C.將選擇開關撥至“10”擋 D.將兩根表筆分別接觸待測電阻的兩端,記下讀數(shù) E.調節(jié)調零電阻,使指針停在0 Ω刻線處 F.將選擇開關撥至交流電壓最高擋 將上述必要的步驟選出來,這些必要步驟的合理順序是____________(填寫步驟前的代號);若操作正確,上述D步驟中,指針偏轉情況如圖所示,則此未知電阻的阻值Rx=________。 答案 CAEDF 150 Ω 解析 用多用電表的歐姆擋測未知電阻時,指針停在中值(中間位置)附近時測量誤差較小,當用“100”擋測量時,指針停在刻度盤的0 Ω附近,說明該待測電阻的阻值相對該擋比較小,為了提高測量精度,應降低倍率,用“10”擋來測量。換擋之后,必須重新歐姆調零,之后再接入未知電阻進行測量和讀取數(shù)據(jù),測后暫不使用此多用電表,應將選擇開關置于交流電壓最高擋,這是為了保證電表不受意外損壞。如下次再使用這個電表測電流、電壓等其他量時,一旦忘了選擋,用交流電壓最高擋雖然測不出正確結果,但不會把電表燒壞。 考點三 實驗創(chuàng)新設計 1.多用電表對電路故障的檢測 (1)斷路故障的檢測方法 ①用直流電壓擋 a.將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源較新,若電壓表示數(shù)為零,說明電源老舊。 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)。若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路中有斷路。 ②用直流電流擋 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。 (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,則外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,故障應是短路。 2.探索黑箱內的電學元件 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,某同學連接了如圖甲所示的實物電路圖,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表的示數(shù)為零。 (1)他借助多用電表檢查小燈泡,先斷開開關,把多用電表的選擇開關旋到“1 Ω”擋,再進行________調零;又將紅、黑表筆分別接觸①②接線柱,多用電表的表盤如圖乙所示,說明小燈泡正常,此時燈絲的電阻為________ Ω。 (2)他將多用電表的選擇開關旋于某直流電壓擋,將紅、黑表筆分別接觸②③接線柱,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源的電動勢,說明②③接線柱間的導線出現(xiàn)了________(選填“斷路”或“短路”)。 (3)故障排除后,為了使電流表的示數(shù)從零開始,要在________(選填“①④”或“③④”)接線柱間再連接一根導線,并在閉合開關前把滑動變阻器的滑片置于最________(選填“左”或“右”)端。 解析 (1)多用電表測電阻時應先進行歐姆調零;多用電表的表盤的讀數(shù)為6.0 Ω。 (2)電壓表的示數(shù)約等于電源電動勢,說明電壓表直接接在開路的電源上,②③接線柱間的導線出現(xiàn)了斷路。 (3)為了使電流表的示數(shù)從零開始,滑動變阻器要采用分壓式接法,要在③④接線柱間再連接一根導線;初始時刻輸出的電壓最小,滑片應置于最左端。 答案 (1)歐姆 6.0 (2)斷路 (3)③④ 左 方法感悟 電路故障的判斷方法 (1)斷路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則該段電路中有斷點。 (2)短路故障的判斷:用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓,再逐段與電路并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,則該并聯(lián)段電路被短路。若電壓表示數(shù)不為零,則該并聯(lián)段電路沒有被短路或不完全被短路。 (3)如閉合開關,電路中存在電源,應用多用電表的直流電壓擋檢查故障;如電路中沒有電源,可以用多用電表的歐姆擋檢查燈泡或導線的故障。 (2018太原模擬)如圖所示,已知黑箱外有A、B、C三只接線柱,黑箱內有一只定值電阻和一個二極管,它們的兩端都直接接在接線柱上。用多用電表依次測三只接線柱間的阻值,結果如下表所示。請判定黑箱內的結構。 答案 見解析 解析 先由二極管的反向截止的性質分析,由表可知,接BC和CB時測量結果不同,故在BC間一定有二極管存在;同理可知在AC間也有二極管存在,并且AC間的正向電阻大于BC之間,說明AC間包含電阻;而接AB和BA時電阻不變;故說明AB間只有電阻,BC間接二極管。所以黑箱內的結構為: 課后作業(yè) 1.(2018河南高三二??荚?在“練習使用多用電表”實驗中,請回答下列問題: (1)甲同學先用多用電表的歐姆擋“100”測量標有“220 V 100 W”的白熾燈的電阻時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大,為了減小測量誤差,下列選項中合理的操作順序為________(填寫選項前的字母)。 A.將選擇開關旋轉到“1 k”的位置 B.將選擇開關旋轉到“10”的位置 C.用兩表筆與白熾燈連接好并讀數(shù) D.將兩表筆短接,進行歐姆調零 (2)甲同學按正確的實驗操作,指針停在如圖甲所示的位置,則此白熾燈電阻的測量值為________ Ω。 (3)乙同學發(fā)現(xiàn)該多用電表“直流50 V”擋損壞了,但“直流10 V”擋能正常使用。打開電表外殼發(fā)現(xiàn)電路板上的電阻R2被燒壞了,如圖乙所示。若表頭A的滿偏電流為1 mA,則應用________ kΩ的電阻替換R2就可以修好“直流50 V”擋。 答案 (1)BDC (2)120 (3)40 解析 (1)先用多用電表的歐姆擋“100”測量標有“220 V 100 W”的白熾燈的電阻時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大,說明白熾燈的電阻很小,為了減小測量誤差,將選擇開關旋轉到“10”的位置,將兩表筆短接,重新進行歐姆調零,用兩表筆與白熾燈連接好并讀數(shù),故合理的操作順序為BDC。 (2)選擇開關處在“10”擋,由圖甲所示可知,電阻測量值為:1210 Ω=120 Ω。 (3)電阻R2兩端電壓為40 V,電阻R2阻值為R2===4104 Ω=40 kΩ,則應用40 kΩ的電阻替換R2就可以修好“直流50 V”擋。 2.(2017全國卷Ⅲ)圖a為某同學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;表頭的滿偏電流為250 μA,內阻為480 Ω。虛線方框內為換擋開關,A端和B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)關于R6的使用,下列說法正確的是________(填正確答案標號)。 A.在使用多用電表之前,調整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=________ 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”連接的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時B端是與“3”連接的,則讀數(shù)為________;若此時B端是與“5”連接的,則讀數(shù)為________。(結果均保留三位有效數(shù)字) 答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.95 V 解析 (1)當B端與“3”連接時,內部電源與外部電路形成閉合回路,電流從A端流出,故A端與黑色表筆相連接。 (2)在使用多用電表之前,調整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,選項A錯誤;使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置,選項B正確;使用電流擋時,電阻R6不在閉合電路中,調節(jié)無效,選項C錯誤。 (3)根據(jù)題給條件可知:當B端與“2”連接時,表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián),此時為量程1 mA的電流擋,由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知,==,解得R1+R2=160 Ω。 當B端與“4”連接時,表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián),此時為量程1 V的電壓擋,表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120 Ω,兩端電壓為0.12 V,由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知:R4兩端電壓為0.88 V,則R4電阻為880 Ω。 (4)若此時B端是與“1”連接的,多用電表作為直流電流表使用,量程2.5 mA,讀數(shù)為1.47 mA。 若此時B端是與“3”連接的,多用電表作為歐姆表使用,讀數(shù)為11100 Ω=1.10 kΩ。 若此時B端是與“5”連接的,多用電表作為直流電壓表使用,量程為5 V,讀數(shù)為2.95 V。 3.(2018衡水中學高三5月模擬考試)某物理興趣小組設計了如圖a所示的歐姆表電路,通過控制開關S和調節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“1”和“10”兩種倍率,所用器材如下: A.干電池:電動勢E=1.5 V,內阻r=0.5 Ω; B.電流表G:滿偏電流Ig=1 mA,內阻Rg=150 Ω; C.定值電阻R1=1200 Ω; D.電阻箱R2和R3:最大阻值999.99 Ω; E.電阻箱R4:最大阻值9999 Ω; F.開關一個,紅、黑表筆各1支,導線若干。 (1)該實驗小組按圖a正確連接好電路。當開關S斷開時,將紅、黑表筆短接,調節(jié)電阻箱R2=________ Ω,使電流表達到滿偏,此時閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內阻R內,則R內=________ Ω,歐姆表的倍率是________(選填“1”“10”)。 (2)閉合開關S:第一步:調節(jié)電阻箱R2和R3,當R2=________ Ω且R3=________ Ω時,將紅、黑表筆短接,電流表再次滿偏; 第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調節(jié)R4,當電流表指針指向圖b所示的位置時,對應的歐姆表的刻度值為________ Ω。 答案 (1)149.5 1500 10 (2)14.5 150 100 解析 (1)由閉合電路歐姆定律可知,歐姆表的內阻為:R內== Ω=1500 Ω,則R2=R內-R1-Rg-r=1500 Ω-1200 Ω-150 Ω-0.5 Ω=149.5 Ω。中值電阻應為1500 Ω,根據(jù)多用電表的刻度設置可知,表盤上只有兩種擋位,多用電表用開關S變換擋位,開關S斷開與閉合時相比,干路允許的最大電流較小,由歐姆定律知歐姆表內阻較大,測量的中值電阻較大,故S斷開時歐姆表倍率應為“10”。 (2)為了得到“1”倍率,應讓G滿偏時對應的歐姆表內阻R內′為150 Ω;電流為:I1= A=0.01 A;此時表頭中電流應為Ig=0.001 A;則與之并聯(lián)電阻R3中電流應為:I3=I1-Ig=0.01 A-0.001 A=0.009 A,并聯(lián)電阻R3為:R3== Ω=150 Ω;R2+r== Ω=15 Ω,故R2=15 Ω-0.5 Ω=14.5 Ω;圖示電流為I示=0.60 mA;則總電阻為:R總===103 Ω=250 Ω,故待測電阻為:R測=R總-R內′=250 Ω-150 Ω=100 Ω;故對應的刻度應為100 Ω。 4.(2018唐山二模考試)某同學只用以下給定儀器組裝如圖甲所示的簡易多用電表,儀器不得重復使用。 A.電流表(0~200 μA,100 Ω); B.電阻箱(0~999 Ω); C.電阻箱(0~9999 Ω) ; D.定值電阻R2(1 kΩ); E.變阻器(0~300 Ω); F.變阻器(0~800 Ω); G.干電池(1.5 V,r=0); H.干電池(9 V,r=0); I.導線若干。 該多用電表需設置0、1為量程0~1 mA的電流擋,0、3為量程0~3 V的電壓擋,0、2為歐姆擋。該同學通過計算并選擇器材(器材選擇只填器材前的字母)。 (1)量程0~1 mA的電流擋中電阻箱R1應該選擇________,將其調節(jié)為________ Ω。 (2)量程0~3 V的電壓擋中電阻箱R4應該選擇________,將其調節(jié)為________ Ω。 (3)0、2的歐姆擋中變阻器R3應該選擇________,電源應該選擇________。 (4)該同學用上述簡易多用電表的歐姆擋測量某未知電阻,他首先進行了歐姆擋調零,然后將電阻接在0、2之間,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉如圖乙所示,示數(shù)為________ μA,由此可求得未知電阻為________ Ω。 答案 (1)B 25 (2)C 2980 (3)F G (4)120 1000 解析 (1)量程0~1 mA的電流擋中電阻箱阻值為R1== Ω=25 Ω,則R1應該選擇B,將其調節(jié)為25 Ω;此時電流表的總電阻為rg′=20 Ω。 (2)量程0~3 V的電壓擋中電阻箱阻值R4=-rg′= Ω-20 Ω=2980 Ω,則R4應該選擇C,將其調節(jié)為2980 Ω。 (3)R3最大可能為800 Ω,故電源電壓最大值為E=Ig′(rg′+R2+R3max)=1.82 V,所以0、2的歐姆擋中電源應該選擇一節(jié)干電池G;根據(jù)閉合電路歐姆定律,R內=R3+R2+rg′== Ω=1500 Ω,則R3=480 Ω,即變阻器R3應該選擇F。 (4)電流表示數(shù)為120 μA,此時電路中的電流為0.6 mA,根據(jù)E=I(Rx+R內),由此可求得未知電阻為Rx=-R內= Ω-1500 Ω=1000 Ω。 5.(2018福建高中畢業(yè)班模擬卷一)某興趣小組自制了一個多量程的歐姆表,其電路圖如圖甲所示。其中電池的電動勢E=1.5 V,內阻可忽略不計;表頭G量程Ig=60 μA,內阻Rg=2 kΩ,表頭的表盤如圖乙所示。 (1)①開關S1撥至“1 k”擋,將滑動變阻器R0滑片調到最左端。 ②將紅、黑表筆短接,此時表頭的讀數(shù)如圖乙所示,該讀數(shù)為________ μA。由此可知,滑動變阻器R0的最大阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數(shù)字)。 ③調節(jié)滑動變阻器R0的滑片位置,使電流表指針滿偏。 ④將被測電阻Rx接在紅、黑表筆之間,此時電表指針指向20 μA處,則該被測電阻的阻值為________ kΩ(結果保留兩位有效數(shù)字)。 ⑤根據(jù)上述原理,將表頭的電流刻度改成與之相對的電阻值刻度,即做成一個歐姆表。 (2)圖中R3的阻值為________ kΩ(結果保留三位有效數(shù)字)。 (3)電池使用一段時間后電動勢E減小為1.44 V,改裝后的歐姆表仍可以調零。若某次測量結果的讀數(shù)為50 kΩ,則該被測電阻的真實阻值是________ kΩ;若測量結果的讀數(shù)為25 Ω,則該被測電阻的真實阻值是________ Ω。(結果均保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)②49 29 ④50 (2)2.78 (3)48 24 解析 (1)②將紅、黑表筆短接,此時表頭的讀數(shù)為49 μA。由此可知,滑動變阻器R0的最大阻值為R0=-Rg= Ω-2 kΩ≈29 kΩ; ④當電流表指針滿偏時:Ig=;當電表指針指向20 μA 處時:Ig=,解得Rx=50 kΩ。 (2)由以上計算可知,當電表指針指向20 μA處時,此時歐姆表內阻R內兩端電壓為UG=E=0.5 V,當在“1 k”位置時,對應的待測電阻為50 kΩ,可知當在“100”位置時,對應的待測電阻為Rx=50100 Ω=5 kΩ,此時Rx兩端電壓為U=E-UG=1 V;則電流為I===0.2 mA,此時通過R3的電流為I3=I-IG=200 μA-20 μA=180 μA,則R3== Ω≈2.78 kΩ。 (3)若電池電動勢為E=1.5 V時,調零后:Ig=;若電池電動勢為E′=1.44 V時,調零后:Ig=;當測量某電阻Rx時,則I==;聯(lián)立可得=,當Rx測=50 kΩ時,代入解得Rx真=48 kΩ;當Rx測=25 Ω時,代入解得Rx真=24 Ω。 6.某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖1所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,導線接觸完好。維修人員使用已調好的多用電表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。 (1)斷開開關,紅表筆接a點時多用表指示如圖2所示,讀數(shù)為________ V,說明題中________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合開關后,多用表指示仍然和圖2相同,可判定發(fā)生故障的器件是________(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈”)。 答案 (1)11.5(11.2~11.8之間的值均可) 蓄電池 (2)小燈 解析 (1)多用電表調至50 V量程時分度為1 V,應估讀到下一位,故接ac兩點測量的是電源兩端的電壓,讀數(shù)為11.5 V,可見蓄電池完好。 (2)斷開開關,電壓表指針不偏轉,表明電壓表被斷路,開關閉合后,讀數(shù)不變,表明蓄電池、保險絲、開關和多用表能組成完好回路,開關和保險絲無問題,發(fā)生故障的是小燈,小燈斷路。- 配套講稿:
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