2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 實(shí)驗(yàn)十一 練習(xí)使用多用電表學(xué)案（含解析）.doc

《2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 實(shí)驗(yàn)十一 練習(xí)使用多用電表學(xué)案（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 實(shí)驗(yàn)十一 練習(xí)使用多用電表學(xué)案（含解析）.doc（21頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)十一　練習(xí)使用多用電表 主干梳理 對點(diǎn)激活 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．會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。 1．歐姆表的原理 (1)構(gòu)造：歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。 (2)工作原理：由閉合電路的歐姆定律I＝，可知Rx與電流I相對應(yīng)。 (3)刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接(被測電阻Rx＝0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使I＝Ig，電流表的指針達(dá)到滿偏。 ①當(dāng)I＝Ig時(shí)，Rx＝0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”(圖甲)。 ②當(dāng)I＝0時(shí)，Rx→∞，在I＝0處標(biāo)為“∞”(圖乙)。 ③當(dāng)I＝時(shí)，Rx＝Rg＋R＋r，此電阻等于歐姆表的內(nèi)阻，也叫中值電阻(圖丙)。 (4)電源極性：紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極。 2．多用電表 (1)外部構(gòu)造 多用電表可以用來測電流、電壓和電阻，又稱萬用電表，其表面結(jié)構(gòu)如圖所示。 其表面分為上、下兩部分，上半部分為表盤，共有三行刻度線，最上面的刻度線的左端標(biāo)有“∞”，右端標(biāo)有“0”，是用于測電阻的，其刻度是不均勻的，從右向左越來越密；中間的刻度線是用于測直流、交流的電流和直流電壓，其刻度是分布均勻的；最下面一條刻度線左側(cè)標(biāo)有“ ”，是交流2.5 V專用，其刻度是不均勻的。多用電表表面的下半部分為選擇開關(guān)，周圍標(biāo)有測量功能的區(qū)域和量程。將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表就測量電流；當(dāng)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到其他功能區(qū)域時(shí)，就可測量電壓或電阻。 多用電表表面還有一對正、負(fù)插孔。紅表筆插“＋”插孔，黑表筆插“－”插孔，插孔上面的旋鈕叫歐姆調(diào)零旋鈕，用它可進(jìn)行歐姆調(diào)零。另外，在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個指針定位螺絲，即機(jī)械調(diào)零旋鈕，用它可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲，可使指針(在不接入電路中時(shí))指在左端“0”刻線。 (2)內(nèi)部構(gòu)造 多用電表是由一個小量程的電流表與若干元件組成的，如圖所示，每進(jìn)行一種測量時(shí)，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用。如圖中1、2為電流測量端，其中接1為大量程；5、6為電壓測量端，其中接6為大量程；3、4為電阻測量端，其中接4為大倍率。測量時(shí)，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過選擇開關(guān)接入與待測量相對應(yīng)的測量端。 (3)多用電表測電流、電壓和電阻的原理 ①直流電流擋：直流電流擋的幾個擋位實(shí)際是由同一表頭并聯(lián)或混聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電流表。 ②直流電壓擋：直流電壓擋的幾個擋位實(shí)際是由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個量程不同的電壓表。 ③歐姆擋：歐姆擋的幾個倍率擋，實(shí)際是由同一表頭連接在不同電源和電阻的電路中而成的幾個倍率不同的歐姆表。 其中單表頭多量程測電流、電壓的原理參見第八章第2講電流表和電壓表的改裝。 3．二極管的單向?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)電流從正極流入時(shí)，它的電阻比較小，如圖乙所示；當(dāng)電流從正極流出時(shí)，它的電阻比較大，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(shí)，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。 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。 1．觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)對應(yīng)的測量項(xiàng)目及量程。 2．檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零刻度位置。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．測小燈泡的電壓和電流 (1)按如圖甲所示連好電路，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．用多用電表測電阻的步驟 (1)調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。 (2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“1”，短接紅、黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度，然后斷開表筆，再使指針指向∞刻度處。 (3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，再與標(biāo)定值進(jìn)行比較。 (4)選擇開關(guān)改置“100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。 (5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。 (6)測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。 6．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 7．多用電表對電路故障的檢測 (1)若電路中只有斷路故障，且只有一處，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，說明電源通路，若電壓表示數(shù)為零，說明電源斷路。 b．在電源完好時(shí)，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)若電路中只有短路故障，且只有一處，短路故障的檢測方法 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，則外電路的部分電路未被短路或未完全被短路。然后將電壓表逐一接到各元件兩端，根據(jù)電壓表示數(shù)是否為零，判斷各元件是否短路。 1．測電阻時(shí)，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。 2．測電壓和電流時(shí)，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01、0.001等，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為2、0.2、0.02、0.002等，或5、0.5、0.05、0.005等，讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可，并按二分之一或五分之一估讀，即把最小刻度分成二等份或五等份，觀察判斷指針靠近哪一個等分線，進(jìn)而估讀到該等分線對應(yīng)的數(shù)值。 1．偶然誤差 (1)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時(shí)易帶來誤差。 (2)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當(dāng)倍率擋位，使指針指在中值附近。 (3)讀數(shù)時(shí)的觀察易造成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù)。 2．系統(tǒng)誤差 (1)電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時(shí)換電池。 (2)測電流、電壓時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實(shí)值。 1．歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤 (1)左∞右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零刻度與電流、電壓最大刻度重合。 (2)刻度不均勻：左密右疏。 (3)歐姆擋是倍率擋，即測量結(jié)果等于讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計(jì)值時(shí)，應(yīng)先從中等倍率開始試測，指針偏角太小，換大倍率擋；指針偏角太大，換小倍率擋。 (4)歐姆表的讀數(shù)：待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率。為了減小讀數(shù)誤差，應(yīng)使指針指在表盤到的部分，即中央刻度附近。 2．多用電表使用的“八大注意” (1)使用前要機(jī)械調(diào)零。 (2)兩表筆在使用時(shí)，電流總是“紅進(jìn)”“黑出”。 (3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流。 (4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。 (5)刻度線有三行：上為電阻專用，中間為電流、電壓直流、交流共用，下為電壓交流2.5 V專用。 (6)測電阻時(shí) ①待測電阻與電路、電源一定要斷開。 ②兩手一定不要同時(shí)接觸兩表筆金屬桿。 ③指針指中值附近較準(zhǔn)，不能指在中值附近時(shí)換擋。 ④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。 ⑤讀出示數(shù)要乘以倍率才為電阻阻值。 (7)測電學(xué)黑箱時(shí)，一定要先用大量程電壓擋判斷其內(nèi)部有無電源，無電源方可用歐姆擋。 (8)使用完畢，選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池。 考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu) 考點(diǎn)1　多用電表的使用及讀數(shù) 例1　在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中。 (1)某同學(xué)連接的電路如圖所示： ①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時(shí)測得的是通過________的電流；(填元件代號，下同) ②若斷開電路中的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時(shí)測得的是________的電阻； ③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合開關(guān)，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時(shí)測得的是________兩端的電壓。 (2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小 B．測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量 C．選擇“100”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值等于2500 Ω D．歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大 嘗試解答　(1)①R1__②R1和R2__③R2__(2)AD。 (1)①多用電表調(diào)至直流電流擋，與滑動變阻器串聯(lián)，測的是通過滑動變阻器R1的電流；②斷開電路中的開關(guān)，多用電表調(diào)至歐姆擋，接在R1與R2串聯(lián)電路的兩端，測的是串聯(lián)部分的總電阻；③多用電表調(diào)至電壓擋，滑動變阻器的滑片移至最左端，滑動變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線；多用電表與電阻R2并聯(lián)，測的是R2兩端的電壓。 (2)雙手捏住兩表筆金屬桿，人體與電阻并聯(lián)，總電阻減小，測量值偏小，故A正確；測量時(shí)若發(fā)現(xiàn)指針向右偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，若向左偏離中央刻度過大，則必須增大倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，故B錯誤；歐姆表刻度是左密右疏，選擇“100”倍率測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于2500 Ω，大于2000 Ω，故C錯誤；歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長，電動勢減小，內(nèi)電阻增大，電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時(shí)，歐姆調(diào)零時(shí)，由于滿偏電流Ig不變，由公式Ig＝，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I＝＝＝，可知當(dāng)R內(nèi)變小時(shí)，I變小，指針跟原來的位置相比偏左，歐姆表的示數(shù)偏大，故D正確。 [變式1]　(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________(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(xiàng)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“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(shí)，若用的是“100”擋，這時(shí)指針?biāo)颈粶y電阻的阻值應(yīng)為______ Ω；若測的是直流電流，用的是100 mA的量程，指針?biāo)倦娏髦禐開_______ mA；若測的是直流電壓，用的是50 V量程，則指針?biāo)镜碾妷褐禐開_______ V。 答案　(1)①S　③T　0刻線?、蹵DC (2)1700　47　23.5 解析　(1)使用前要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使指針指向左邊電流的零刻度處，使用中每次換歐姆擋都要進(jìn)行歐姆調(diào)零，使指針指向右邊電阻的零刻度處。由于測量時(shí)，指針從無窮大電阻值開始偏轉(zhuǎn)，偏角過小，說明須增大倍率，使指針指向歐姆表中間刻度附近。 (2)若用“100”擋測電阻，指針讀數(shù)為：17.0100 Ω＝1700 Ω 若用量程100 mA測直流電流，看中排刻度線，此時(shí)最小刻度是2 mA，要估讀到最小刻度的同一位，并按二分之一估讀，指針靠近46 mA和48 mA的“中間線”，所以讀數(shù)為47 mA。 若用量程50 V測直流電壓，看中排刻度線，此時(shí)最小刻度是1 V，要估讀到最小刻度的下一位，讀數(shù)為23.5 V。 考點(diǎn)2　歐姆表的原理 例2　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(nèi)阻可忽略不計(jì)；表頭G量程Ig＝60 μA，內(nèi)阻Rg＝2 kΩ，表頭的表盤如圖乙所示。 (1)①開關(guān)S1撥至“1 k”擋，將滑動變阻器R0滑片調(diào)到最左端。 ②將紅、黑表筆短接，此時(shí)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(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 ③調(diào)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(shí)電表指針指向20 μA處，則該被測電阻的阻值為________ kΩ(結(jié)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(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (3)電池使用一段時(shí)間后電動勢E減小為1.44 V，改裝后的歐姆表仍可以調(diào)零。若某次測量結(jié)果的讀數(shù)為50 kΩ，則該被測電阻的真實(shí)阻值是________ kΩ；若測量結(jié)果的讀數(shù)為25 Ω，則該被測電阻的真實(shí)阻值是________ Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 嘗試解答　(1)②48__29__④50__(2)2.78__(3)48__24。 (1)②將紅、黑表筆短接，此時(shí)表頭的讀數(shù)為48 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(dāng)電流表指針滿偏時(shí)：Ig＝；當(dāng)電表指針指向20 μA 處時(shí)：Ig＝，解得Rx＝50 kΩ。 (2)由以上計(jì)算可知，當(dāng)電表指針指向20 μA處時(shí)，此時(shí)歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)兩端電壓為UG＝E＝0.5 V，當(dāng)在“1 k”位置時(shí)，對應(yīng)的待測電阻為50 kΩ，可知當(dāng)在“100”位置時(shí)，對應(yīng)的待測電阻為Rx＝50100 Ω＝5 kΩ，此時(shí)Rx兩端電壓為U＝E－UG＝1 V；則電流為I＝＝＝0.2 mA，此時(shí)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(shí)，調(diào)零后：Ig＝；若電池電動勢為E′＝1.44 V時(shí)，調(diào)零后：Ig＝；當(dāng)測量某電阻Rx時(shí)，則I＝＝；聯(lián)立可得＝，當(dāng)Rx測＝50 kΩ時(shí)，代入解得Rx真＝48 kΩ；當(dāng)Rx測＝25 Ω時(shí)，代入解得Rx真＝24 Ω。 [變式2]　(2018衡水5月沖刺)某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖a所示的歐姆表電路，通過控制開關(guān)S和調(diào)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(nèi)阻r＝0.5 Ω； B．電流表G：滿偏電流Ig＝1 mA，內(nèi)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(guān)一個，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干。 (1)該實(shí)驗(yàn)小組按圖a正確連接好電路。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2＝________ Ω，使電流表達(dá)到滿偏，此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)＝________ Ω，歐姆表的倍率是________(填“1”或“10”)。 (2)閉合開關(guān)S：第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2＝________ Ω且R3＝________ Ω時(shí)，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(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時(shí)，對應(yīng)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(nèi)阻為：R內(nèi)＝＝ Ω＝1500 Ω， 則R2＝R內(nèi)－R1－Rg－r＝1500 Ω－1200 Ω－150 Ω－0.5 Ω＝149.5 Ω。 中值電阻應(yīng)為1500 Ω，根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知，表盤上只有兩種擋位，多用電表用開關(guān)S變換擋位，開關(guān)S斷開與閉合時(shí)相比，干路允許的最大電流較小，由歐姆定律知?dú)W姆表內(nèi)阻較大，測量的中值電阻較大，故S斷開時(shí)歐姆表倍率應(yīng)為“10”。 (2)為了得到“1”倍率，應(yīng)讓G滿偏時(shí)對應(yīng)的歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)′為150 Ω； 電流為：I1＝ A＝0.01 A； 此時(shí)表頭中電流應(yīng)為Ig＝0.001 A；則與之并聯(lián)電阻R3中電流應(yīng)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(nèi)′＝250 Ω－150 Ω＝100 Ω； 故對應(yīng)的刻度應(yīng)為100 Ω。 考點(diǎn)3　利用多用電表探測黑箱內(nèi)元件、檢測電路故障　　　　 例3　如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進(jìn)行探測。 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖2中多用電表的________(填“A”“B”或“C”)。 (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點(diǎn)間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點(diǎn)間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖2所示。 請將記錄表補(bǔ)充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。 嘗試解答　(1)A__(2)短暫__(3)5.0__電路圖如圖。 (1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零裝置為A。 (2)使用多用電表進(jìn)行測量時(shí)，為保證電表不被損壞，往往要進(jìn)行試觸，即讓兩表筆進(jìn)行短暫接觸，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表。 (3)黑箱中無電源且每對接點(diǎn)間正、反阻值相等，故為電阻元件，由多用電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0 Ω。由a、b間電阻為5 Ω，a、c間為10 Ω，b、c間為15 Ω知，電路為a、b間5 Ω的電阻與a、c間10 Ω電阻串聯(lián)而成，電路圖如答案圖所示。 [變式3－1]　用多用電表探測如圖所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆接E點(diǎn)，紅表筆接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中的(　　) 答案　B 解析　E、G和F、G間有電壓，E、F間無電壓，說明電源在G和結(jié)點(diǎn)之間；黑表筆接E，紅表筆接F，電阻很小，反接時(shí)電阻很大，說明E、F間接有二極管，當(dāng)電流方向從E到F時(shí)，二極管導(dǎo)通，只有B正確。 [變式3－2]　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，導(dǎo)線及其接觸完好。 維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流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(shí)多用表指示如圖乙所示，讀數(shù)為________ V，說明________(填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)正常。 (2)紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用電表指示仍然和圖2相同，可判定發(fā)生故障的器件是________(填“蓄電池”“保險(xiǎn)絲”“開關(guān)”或“小燈”)。 答案　(1)11.2(11.1～11.3均可)　蓄電池 (2)小燈 解析　(1)因用直流50 V擋檢測，故滿偏時(shí)電壓為50 V，刻度均勻，在圖示位置時(shí)，讀數(shù)為11.2(11.1～11.3之間均可) V，說明蓄電池正常。 (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(xiǎn)絲、開關(guān)均正常，發(fā)生故障的器件只能為小燈。 高考模擬 隨堂集訓(xùn) 1．(2018全國卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個多用電表?？捎玫钠鞑挠校何脖眍^(量程100 μA，內(nèi)阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9 Ω)；導(dǎo)線若干。 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。 回答下列問題： (1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。 (2)電阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到個位) 答案　(1)見解析圖　(2)100　2910 解析　 (1)R1的電阻比較小，所以R1與表頭并聯(lián)構(gòu)成大量程的電流表，R2的阻值比較大，與改裝后的電流表串聯(lián)可充當(dāng)大量程的電壓表，設(shè)計(jì)電路圖如圖所示。 (2)改裝電流表需要并聯(lián)一個電阻，要改裝成1 mA的電流表需要并聯(lián)的電阻R1＝＝ Ω＝100 Ω，要改裝成3 V電壓表，需要再串聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻的阻值為R2＝＝ Ω＝2910 Ω。 2．(2017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(shí)，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(shí)，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＝__________Ω。 (4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖b所示。若此時(shí)B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為________。(結(jié)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(dāng)B端與“3”連接時(shí)，內(nèi)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(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯誤；使用歐姆擋時(shí)，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，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時(shí)，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯誤。 (3)根據(jù)題給條件可知：當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時(shí)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(dāng)B端與“4”連接時(shí)，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(shí)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IgRg＝0.12 V，則R4兩端電壓為0.88 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4電阻為880 Ω。 (4)若此時(shí)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(shí)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(shí)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．(2015全國卷Ⅰ)圖a為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。 (1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。 (2)現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300 Ω和1000 Ω，滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750 Ω和3000 Ω。則R0應(yīng)選用阻值為________ Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為________ Ω的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖b的電路可以判斷出損壞的電阻。圖b中的R′為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖a虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱________(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：____________________________________________________________。 答案　(1)15 35 (2)300 3000 (3)c 閉合開關(guān)時(shí)，若電表指針偏轉(zhuǎn)，則損壞的電阻是R1；若電表指針不動，則損壞的電阻是R2 解析　(1)由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等有：使用a和b兩個接線柱時(shí)1 mA100 Ω＝(3－1) mA(R1＋R2)；使用a和c兩個接線柱時(shí)1 mA(100 Ω＋R2)＝(10－1)mAR1，聯(lián)立可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω。 (2)由題意知校準(zhǔn)時(shí)電路中電流的范圍為0.5 mA≤I≤3.0 mA，則由閉合電路歐姆定律知電路中總電阻R總＝滿足500 Ω≤R總≤3000 Ω，而兩電表的總電阻RA＝150 Ω＋≈183 Ω，故R0＋R應(yīng)滿足317 Ω≤R0＋R≤2817 Ω，可知R0只能選用300 Ω的，R只能選用3000 Ω的。 (3)在圖b電路中，當(dāng)d接c時(shí)，若R1損壞則毫安表仍接入電路而有示數(shù)，若R2損壞則毫安表不接入電路而無示數(shù)，故可由毫安表有無示數(shù)來判斷損壞的電阻；當(dāng)d接b時(shí)，無論R1還是R2損壞，對毫安表示數(shù)的影響相同，從而不能進(jìn)行判定。 4. (2019武漢部分學(xué)校調(diào)研)雙刀雙擲開關(guān)常用于改變電流或電壓方向、交換電學(xué)元件位置。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中自制了一個電流、電壓兩用電表，電路如圖所示，S是雙刀雙擲開關(guān)，a、b、c、d、e、f為接線柱，雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向a、b，e與a接通，f與b接通；擲向c、d，e與c接通，f與d接通。靈敏電流表G的量程是0.001 A，內(nèi)阻是100 Ω；電阻R1的阻值為9900 Ω，R2的阻值為1.01 Ω。 (1)觸刀擲向a、b時(shí)，此表用做________，量程為________。 (2)觸刀擲向c、d時(shí)，此表用做________，量程為________。 答案　(1)電壓表　10 V　(2)電流表　0.1 A 解析　(1)雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向a、b時(shí)，電路為靈敏電流表串聯(lián)阻值為9900 Ω的定值電阻R1，此表用做電壓表，量程為U＝Ig(rg＋R1)＝0.001(100＋9900) V＝10 V。 (2)雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向c、d時(shí)，電路為靈敏電流表并聯(lián)阻值為1.01 Ω的定值電阻R2，此表用做電流表，量程為I＝Ig＋＝0.001 A＋ A＝0.1 A。 5．(2018廈門第二次質(zhì)量檢測)某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表，他們正確連接好電路，如圖甲所示。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R0，燈泡都不亮，電流表無讀數(shù)，他們判斷電路可能出現(xiàn)故障。經(jīng)小組討論后，他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測電路。已知保護(hù)電阻R＝15 Ω，電流表量程為50 mA。操作步驟如下： ①將多用電表擋位調(diào)到電阻“1”擋，再將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。 ②斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)。 ③將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。 ④將多用電表兩表筆分別接在c、e上，調(diào)節(jié)R0＝20 Ω時(shí)，多用電表示數(shù)如圖丙所示，電流表的示數(shù)如圖丁所示。 回答下列問題： (1)圖丙中的多用表讀數(shù)為________ Ω，圖丁中的電流表讀數(shù)為________ mA。 (2)操作步驟④中，多用電表紅表筆應(yīng)接________點(diǎn)(填“c”或“e”)。 (3)電路的故障可能是________。 A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．保護(hù)電阻R短路 D．保護(hù)電阻R斷路 (4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，同學(xué)們還計(jì)算出多用電表內(nèi)部電源的電動勢E＝________ V。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案　(1)24　38.0　(2)e　(3)B　(4)1.48 解析　(1)倍率采用“1”，故讀數(shù)為241 Ω＝24 Ω，電流表量程為50 mA，所以分度值為1 mA，讀數(shù)為38.0 mA。 (2)因?yàn)橛枚嘤秒姳頊y電阻時(shí)，電流方向?yàn)榧t進(jìn)黑出，即紅表筆是流進(jìn)歐姆表的，而電路中電流表在e端為負(fù)極，即電流經(jīng)過電流表的方向?yàn)閐→e，所以紅表筆接e端。 (3)多用電表歐姆擋的指針不偏轉(zhuǎn)，說明指在電阻值無窮大的刻度處，所以a、c間斷路，而b、c間正常，所以只有燈泡斷路，B正確。 (4)根據(jù)操作③可知電表指針正好指在中間刻度，即根據(jù)中值電阻規(guī)律可知?dú)W姆擋電路內(nèi)阻為r＝15 Ω，根據(jù)操作④可知E＝(24＋15)0.038 V≈1.48 V。