2024版高中同步新教材必修第三册人教物理备课资源实验：练习使用多用电表含答案

2024版高中同步新教材必修第三册人教物理备课资源第十一章电路及其应用5实验:练习使用多用电表基础过关练题组一认识多用电表1.关于多用电表表盘上的刻度线,下列说法正确的是()A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用同一组刻度线B.电阻刻度线是不均匀的C.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线相对应D.电阻刻度上的零刻度线与直流电流的零刻度线相对应题组二使用多用电表测电压、电流和电阻2.(2023广东深圳六校联盟联考)关于多用电表的使用,下列说法不正确的是()A.表盘上电阻的刻度线不均匀,越靠近右侧刻度线越密集B.使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡C.测量电阻时,第一次测量之前要欧姆调零,之后就算换倍率测量,也没有必要重新欧姆调零D.测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流从“-”接线柱流入多用电表3.(2023江西丰城九中月考)关于多用电表的使用,下列操作正确的是()A.测电压时,应按图甲连接方式测量B.测电流时,应按图乙连接方式测量C.测电阻时,应按图丙连接方式测量D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量4.(2023江西上饶期中)(1)如图所示为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件。现用此电表测量一阻值为20~30Ω的定值电阻的阻值,测量的某些操作步骤如下:①调节可调节部件(选填“S”“T”或“K”),使电表指针停在电流0刻度位置;

②调节可调节部件(选填“S”“T”或“K”),使它的尖端指向欧姆挡(选填“×1k”“×100”“×10”或“×1”)位置;

③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件(选填“S”“T”或“K”),使电表指针指向(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置。

(2)用欧姆挡“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻阻值,发现指针偏转角度很小,则下列说法和做法中正确的是。

A.这个电阻的阻值很小B.这个电阻的阻值很大C.为测得更准确些,应当换用“×1”挡,并且重新欧姆调零后进行测量D.为测得更准确些,应当换用“×100”挡,并且重新欧姆调零后进行测量5.(2021海南儋州一中期中)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位,请将a和b的相应读数填在表格中。指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mAmA

直流电压5VV

b电阻×10Ω

题组三使用多用电表判断电路故障6.(2023河北省级联测联考)某物理学习兴趣小组在实验过程中连接如下电路。闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,调整滑动变阻器滑片位置,电流表依然无示数,电压表示数不变。(1)为了检测部分导线是否接好,应当选用多用电表的(填“直流电压”或“欧姆”)挡,然后把(填“红”或“黑”)表笔接在接线柱a上,另一表笔接在其他接线柱上,判断故障点。

(2)将滑动变阻器拆离电路,用多用电表检测该滑动变阻器是否有故障的具体步骤如下。①旋转选择开关,使指针指到欧姆挡;②将红、黑表笔相接,进行;

③测量滑动变阻器的电阻,如电阻无穷大,表明滑动变阻器(填“有”或“无”)故障。

7.(2022江苏南京二十七中调研)在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格均为“3.8V,0.3A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,A、B灯都不亮。(1)用多用电表的直流电压挡检查故障:①选择开关置于下列直流电压挡较为合适;(用字母序号表示)

A.2.5VB.10VC.50VD.250V②测得c、d间电压约为5.8V,e、f间电压为0,则故障是。(电路中只有一处故障)

A.A灯丝断开B.B灯丝断开C.d、e间连线断开D.B灯短路(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过“欧姆调零”。①测量前,一定要将电路中的开关S断开;②测c、d间和e、f间电阻时,某次测量结果如图乙所示,读数为6Ω,此时测量的是间电阻,根据小灯泡的规格计算出的电阻为Ω,它不等于测量值,原因是。能力提升练题组用多用电表判断电学黑箱问题1.(2022广东汕头期末)电学黑箱是指含有多种电学元件但不知其电路结构的系统,在不打开和不损坏其结构的情况下,可以使用多用电表来探究其内部结构。如图甲所示的箱中有电学元件,小羽同学使用多用电表对其进行探测。(1)首先将多用电表调至电压挡,将红、黑表笔分别点触A、B、C点任意两端,若发现指针都不偏转,说明黑箱不含(选填“电阻”“电容”“二极管”或“电源”)。

(2)然后把多用电表选择开关旋至“×1k”挡,先进行,之后用多用电表进行探测,情况如下:

a.红表笔接A,黑表笔接B时,指针几乎没有偏转;黑表笔接A,红表笔接B时,指针偏转如图乙所示,可知其阻值为,由此判断A、B间为。

b.红表笔接B,黑表笔接C时,指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至∞位置的附近,接着把多用电表调至电压挡,将红表笔接在,黑表笔接在,电表有示数,并且慢慢地偏向零,由此可以断定B、C间为。

c.将选择开关旋至“×1k”挡,欧姆调零后,将红表笔接A,黑表笔接C,指针几乎没有偏转;将红表笔接C,黑表笔接A,指针先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至∞位置附近。(3)根据以上信息,在图甲中画出一种箱内可能的电路。2.如图所示的黑箱,箱内有一节干电池、一个电阻、一个晶体二极管和一个电容器,箱外有4个接线柱,分别标为1、2、3、4,相邻两个序号间只有一个元件。(1)若用多用电表确定干电池元件的位置,应使用多用电表的(填下述挡位的序号)进行试测。

A.直流10V电压挡B.直流1.5V电压挡C.欧姆挡D.直流电流挡(2)试测后,用直流1.5V电压挡进一步测量,测量结果记录如下:红表笔位置111黑表笔位置234示数1.5V00确定电源位置后,去掉电源,应用多用电表的挡进行测量。结果如下:

红表笔位置111234黑表笔位置234111电阻情况电阻很大电阻很大电阻很大先有电阻,然后变为很大电阻较小电阻很小(3)根据以上结果,在图中虚线框内画出拆除电源前黑箱内的电路图。

答案与分层梯度式解析第十一章电路及其应用5实验:练习使用多用电表基础过关练1.ABC直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用同一组刻度线,故A正确;电阻的刻度线是不均匀的,刻度值越大处刻度线越密,故B正确;多用电表的表盘上满偏电流位置对应电阻的零刻度线位置,故C正确,D错误。2.ACD多用电表表盘上电阻刻度线分布不均匀,越靠近左侧刻度线越密集,A错误;使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡,B正确;测量电阻时,第一次测量之前要欧姆调零,之后只要换倍率测量,就必须重新欧姆调零,C错误;测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流也是从“+”接线柱流入多用电表,D错误。知识拓展中值电阻指针指在刻度盘的正中间时的电阻为欧姆挡的中值电阻。在中值电阻附近,刻度比较均匀,读数较为准确。3.B测电压时,红表笔应该接电势较高的一端,即题图甲中红表笔应该接灯泡的左端,A错误;测电流时,电流应该从红表笔一端流入电表,图乙连接方式正确,B正确;测电阻时,应该将电阻与电路断开再进行测量,C错误;因黑表笔与欧姆表内部电源的正极连接,则测二极管的正向电阻时可按图丁连接方式测量,测反向电阻时应该将两表笔位置调换,D错误。4.答案(1)①S②K×1③T欧姆0刻度(2)BD解析(1)使用多用电表测量电阻时,首先要进行机械调零,即调节指针定位螺丝(部件S),使电表指针停在电流0刻度位置;然后根据测量电阻大小选择合适的挡位,即调节选择开关(部件K),因电阻阻值为20~30Ω,则选择“×1”挡可使指针指到中间附近,读数较准确;选挡后进行欧姆调零:将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节欧姆调零旋钮(部件T),使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻度线位置。(2)指针偏转角度很小,说明电阻大,A错误,B正确;因是大电阻,则要换大挡位,即换“×100”挡,每次换挡后要重新进行欧姆调零,C错误,D正确。5.答案221.10160解析读取直流电压、电流时要看表盘中间刻度均匀的刻度线。对于直流100mA电流挡,每大格表示20mA,每小格表示2mA,图中a处指针对应1大格加1小格,所以读数是22mA;对于直流5V电压挡,每大格表示1V,每小格表示0.1V,所以读数是1.10V;测量电阻时读最上面的一条刻度线,所以读数是160Ω。6.答案(1)直流电压黑(2)②欧姆调零③有解析(1)接通电源后不能选用欧姆挡,应选用多用电表的直流电压挡;电流自红表笔流入多用电表,接线柱a连接电源的负极,为多用电表电流的流出端,应接黑表笔。(2)用多用电表检测滑动变阻器是否有故障的步骤为:①旋转选择开关,使指针指到欧姆挡;②将红、黑表笔相接,进行欧姆调零;③测量滑动变阻器的电阻,如电阻无穷大,表明滑动变阻器有故障(有地方断路或接触不良)。7.答案(1)①B②A(2)②e、f12.7高温条件下金属丝电阻率大,计算出的电阻是小灯泡正常工作时的高温电阻,而测量值为断电下的低温电阻解析(1)四节干电池串联之后的电压约为6V,多用电表选择开关置于直流电压10V挡较为合适,故选B。c、d间电压约为5.8V,接近电源电压,而且e、f间电压为0,由此可判断故障发生在c、d间,即A灯丝断开,故选A。(2)c、d间断路,测出的电阻应为无穷大,则读数为6Ω时测量的是e、f间的电阻,根据规格计算出的电阻为R=UI=3.8V0.3A=12.7Ω,高温条件下金属丝电阻率大,计算出的电阻是小灯泡正常工作时的高温电阻能力提升练1.答案(1)电源(2)欧姆调零a.6kΩ二极管b.CB电容器(3)见解析解析(1)若发现指针都不偏转,说明黑箱里面不存在电源。(2)把多用电表选择开关旋至“×1k”挡后,要先进行欧姆调零。由图读出阻值为6kΩ。根据题意可知,流过元件的电流方向不同时,元件电阻不同,由此可知该元件为二极管,且电流方向由B到A时,二极管中是反向电流。红表笔接B,黑表笔接C时,指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至∞位置的附近,可初步判断该元件为电容器,此过程为充电过程。接着把多用电表调至电压挡,测量该元件两端电压,若元件是电容器,根据“红进黑出”原则,此时C端连接的应为电容器正极板,因此将红表笔接C,黑表笔接B,电表有示数,并且慢慢地偏向零,由此可以断定B、C间为电容器。(3)用多用电表的红、黑表笔在A、C间进行的探测表明可能没有直接连接在A、C间的元件,故箱内可能的电路如图所示。方法技巧用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路2.答案(1)A(2)欧姆(3)如图所示解析(1)为了确定干电池的位置,应用电压挡试测,为避免试触时电压表反接而损坏电压表,应采用较大量程试测。(2)(3)确定电源的正、负极位置后,可以利用1.5V挡测量。1、2之间示数为1.5V,说明电压表测量值为电源电压,且1接电源正极。去掉电源后,应用欧姆挡检测电路,红表笔接多用电表内部电源负极,黑表笔接多用电表内部电源正极,红表笔接1,黑表笔接2、3、4显示电阻很大,说明二极管处于反接状态,又因为相邻两个序号间只有一个元件,故1、4间为二极管,且电流由4到1时,二极管中为反向电流;黑表笔接1,红表笔接4显示电阻很小,说明二极管处于正向导通状态;而红表笔接3、黑表笔接1显示电阻较小,说明3、4间有电阻存在;由于电容器充电,导致红表笔接2、黑表笔接1时先有电阻,然后变为很大,说明在2、3间有电容器。易错警示电学黑箱元件判断尤其要注意是否有二极管,而二极管具有单向导电性,因此可从正反方向阻值判断。本章复习提升易混易错练易错点1公式I=qt中q1.(2021河南开封月考)在横截面积为0.5m2的电解液中:(1)若5s内沿相反方向通过电解液中某横截面的正、负离子的电荷量大小均为5C,则电解液中的电流为A;

(2)若5s内到达阳极的负离子和到达阴极的正离子电荷量大小均为5C,则电解液中的电流为A。

易错点2电表的内部结构和原理认识不到位出错2.(2023浙江宁波金兰教育合作组织联考)如图所示的电路,将两个相同的小量程的灵敏电流计分别改装成A1(0~3A)和A2(0~0.6A)的电流表,把两个改装后的电流表并联接入电路中测量电流,则下列说法不正确的是()A.A1的指针满偏时,A2的指针也满偏B.A2的指针满偏时,A1的指针刚好指到量程的五分之一处C.A2的读数始终为A1读数的五分之一D.A1的读数为1.50A时,干路电流为1.80A易错点3不会选择合适的仪器和电路3.通过实验测绘一个标有“3V,0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V;实验中除开关、导线外,还备有以下器材:A.电流表(量程0~0.6A,内阻约1Ω)B.电流表(量程0~3A,内阻约0.3Ω)C.电压表(量程0~15V,内阻约10kΩ)D.电压表(量程0~3V,内阻约2kΩ)E.滑动变阻器(阻值0~100Ω)F.滑动变阻器(阻值0~10Ω)G.电源(电压为6V)(1)为了使测量尽量准确,实验中应选用电流表,电压表,滑动变阻器。(填序号)

(2)在本实验中,滑动变阻器应采用(填“分压”或“限流”)接法,电流表应采用(填“内”或“外”)接法,如果用实验所测数据来求电阻,则测量结果比真实值要(选填“大”或“小”)。

(3)某同学在实验中得到如下U和I的数据:编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205①在图上画出U-I图线。②从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是(选填“增大”或“减小”);这表明灯丝的电阻随温度升高而(选填“升高”或“降低”)。

思想方法练一、半偏法方法概述半偏法是一种利用电表的满偏电流与半偏电流之间的关系来求出电阻值的方法。常见的有“半偏电流法”和“半偏电压法”,多适用于测量电压表、电流表的内阻。如P71第4题就应用了此方法。1.(2023湖北襄阳四中月考)甲同学要把一个量程为0~200μA的直流电流计G改装成量程为0~4V的直流电压表,首先需要测定电流计的内阻。(1)该同学用如图所示电路采用半偏法测定电流计G的内阻rg,其中电阻R0约为1kΩ。为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,变阻器R1应选用,变阻器R2应选用。(填器材前的字母)

A.电阻箱(0~999.9Ω)B.滑动变阻器(0~500Ω)C.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器作用相当)(0~5.1kΩ)D.电位器(0~51kΩ)(2)该同学在开关断开的情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。然后闭合S2,调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满偏刻度,再闭合S1,调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满偏刻度的一半,最后记录R1的阻值,并整理好器材。(3)实验测得R1的阻值为300.0Ω,则被测电流计G的内阻rg的测量值为Ω,该测量值(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。

2.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表(量程0~3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电压为6V,内阻不计),开关2个,导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。(2)根据设计的电路,写出实验步骤:。

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是。二、电桥法方法概述电桥法是测电阻的一种特殊方法,电桥的平衡条件是对臂电阻的乘积相等,即R1R4=R2R3。如P71第5题就应用了此方法。3.某实验小组用如图所示的电路来测量电流表(量程0~2mA,内阻约为200Ω)的内阻。除待测电流表、1.5V的电源、开关和导线外,还有下列可供选择的实验器材:A.定值电阻R1B.定值电阻R2C.滑动变阻器R3(最大阻值为20Ω)D.滑动变阻器R4(最大阻值为1000Ω)E.电阻箱Rx(最大阻值为999.9Ω)F.灵敏电流计G(内阻很小可忽略)(1)为确保安全,实验精准,滑动变阻器应选用(填写器材前对应的字母)。

(2)用笔画线代替导线,将实物连接成实验电路。(3)在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至(填“a”或“b”)端。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使待测表的示数适当后停止移动,只调节Rx,发现当Rx=400Ω时灵敏电流计的示数正好为零;将电阻箱和待测电流表位置互换,其他不动,再次调节电阻箱,当Rx=100Ω时灵敏电流计的示数又正好为零,由此可知待测电流表的内阻为Ω。

三、等效替代法方法概述等效替代法是控制某个物理条件从而保证某种效果、特性或关系相同,是认识研究对象本质和规律的一种思想方法。在测量电阻时常会用到等效替代法。4.(2023湖南长沙长郡中学月考)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图2所示,其读数I1=A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I2=0.33A。由此可知应采用电流表(填“内”或“外”)接法。

(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:①器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图。②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻Rx=Ω。此方法(填“有”或“无”)明显的实验误差,理由是。

答案与分层梯度式解析本章复习提升易混易错练1.答案(1)2(2)1解析(1)电解液中,电流是由正、负离子同时向相反方向定向移动形成的,通过横截面的总电荷量是两种离子电荷量绝对值之和,根据电流的定义式可得I=qt(2)到达阳极的只有负离子,到达阴极的只有正离子,则实际通过某横截面的电荷量为q=5C,根据电流的定义式可得I=qt错解分析不理解通过某一横截面的电荷量与到达某一电极的电荷量的区别造成错解。电路中的电流I=qt,q应为通过某一横截面的电荷量,电解液中阳极只有负离子参与反应,阴极只有正离子参与反应,因此计算时只需用一个电极的电荷量计算即可。解题时要注意电荷通过的是哪个截面以及电荷运动的方向,2.B两电流表并联,它们两端电压相等,因为两电流表是由相同的小量程灵敏电流计与定值电阻并联改装成的,通过电流计的电流相等,指针偏转的角度相同,故A1的指针满偏时,A2的指针也满偏,A正确,B错误。指针偏转角度相同,但量程不同的电流表读数不同,A1的最大测量值等于A2的最大测量值的5倍,故A1的读数也是A2的5倍,即A2的读数始终为A1读数的五分之一,C正确。由以上分析可知A1的读数为1.50A时,A2的读数为0.30A,干路电流为1.80A,D正确。错解分析不理解电表改装的原理,容易混淆电表指针的偏角和示数。电表的示数是由通过电表A1、A2的电流决定的,而电表指针的偏角是由通过内部小量程灵敏电流计的电流决定的。为了避免出现错误,就要理解电表改装的原理。用相同的灵敏电流计改装成V1和V2两个电压表,将它们串联接入电路中,由于串联电路中电流处处相等,故指针偏角之比为1∶1,读数之比为U1∶U2;用相同的灵敏电流计改装成A1和A2两个电流表,将它们并联接入电路中,由于并联电路中各支路两端电压相等,故指针偏角之比为1∶1,读数之比为I1∶I2。3.答案(1)ADF(2)分压外小(3)①见解析②增大升高解析(1)灯泡额定电流为0.5A,所以电流表选A;灯泡额定电压为3V,所以电压表选D;为方便实验操作,滑动变阻器选择F。(2)灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,所以滑动变阻器应选择分压式接法;电压表内阻远大于灯泡电阻,所以电流表应采用外接法;由于电压表的分流作用,电流测量值大于真实值,故灯泡电阻测量值小于真实值。(3)①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后用平滑曲线“拟合”各点,作出U-I图像如图所示。②由图可知,当小灯泡的功率增大时,灯丝电阻增大,其原因是功率增大时,灯丝的温度升高。错解分析在进行电流表的选择时,部分同学觉得电流表量程越大越安全,错选B,造成错选的原因是只考虑了安全这一个因素,忽略实验器材的选择依据;认为滑动变阻器采用限流式接法可以节能,选填限流,忽略了题目“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V”的要求,实际上电压调节范围大恰是滑动变阻器采用分压式接法的特征。思想方法练1.答案(1)AD(3)300.0略小于解析(1)本题采用半偏电流法测定电流计的内阻,根据实验原理可知R1应能读出具体数值,所以应选用电阻箱A。只闭合S2,调节R2的阻值,使电流计G满偏,此时Ig=ER2+R0+rg,再闭合S1时,电流计G半偏,此时干路电流I=ER2+R0+rgR1(3)根据实验原理可得12Igrg测=Ig−12IgR1,所以rg测=R1=300.0Ω。由于R2+R0+rgR1rg+R1<R2+R方法点津本题采用半偏法测定电流计内阻。控制干路电流基本不变,即等于电流计的满偏电流;根据并联电路规律,当电流计的指针半偏时,通过电流计和变阻器R1的电流相等,故它们的电阻相等,即测出电流计的内阻。解答时要熟知半偏法的原理、实验步骤,结合欧姆定律、串并联电路的特点解题。2.答案(1)实验电路图如图所示(2)移