2025年《沪科版2020上海高二物理必修第三册》10.4多用电表（作业）（解析版）

第页新版沪科版2020上海高二物理必修第三册《10.4多用电表》针对考点基础练考点一多用电表原理及读数考1．（2017·全国卷Ⅲ·23）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。（1）图（a）中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为____________。（结果均保留3位有效数字）【答案】（1）黑（2）B（3）160880（4）1.47mA1．10kΩ2.94V【解析】（1）当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。（2）在使用多用电表之前，调整表头指针定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。（3）根据题给条件可知，当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，eq\f(Rg,R1＋R2)＝eq\f(1－0.25,0.25)＝eq\f(3,1)，解得R1＋R2＝160Ω。当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联后的总电阻为120Ω，两端电压为0.12V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88V，则R4电阻为880Ω。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100Ω＝1.10kΩ。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5V，读数为2.94V。考点二欧姆表的使用2．小明同学练习使用多用电表测电阻：（1）如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动________，使指针对准电流的“0”刻线．（填“S”或“T”）②将K旋转到电阻挡“×10”的位置。③将红、黑表笔短接，旋动________（填“S”或“T”），使指针对准电阻的________刻线（填“0”或“∞”）。④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大．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“×100”的位置B．将K旋转到电阻挡“×1”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，对电表欧姆调零（2）正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为________Ω.（3）若欧姆表内用一个新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻读数为R；然后更换另外品牌的新电池（电动势为1.5V，内阻较大），欧姆表调零后测得该电阻读数为R′，两次测量值R与R′相比，正确的是________。A．R′＝R B．R′>RC．R′＜R D．无法确定【答案】（1）①S③T0④BDC（2）19（3）A【解析】（1）①S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件S，使指针指在“0”刻度线；③欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”；④欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K置于电阻挡“×1”的位置，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC；（2）由题图乙可知，被测电阻为19Ω；（3）由欧姆表的结构可知，电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，两次的测量值是相等的，B、C、D错误，A正确。考点三使用多用电表测量二极管3．小明同学用多用电表探测发光二极管管脚的极性及阻值大小，他先将选择开关旋转到电阻“×100”挡，经过______（填操作名称）后将两表笔接触发光二极管的管脚，此时二极管阻值示数如甲图所示，则发光二极管的阻值为_____Ω；若实验中表笔与发光二极管的两个管脚两次接触的现象如乙图所示，可知发光二极管的长管脚为_____极（选填“正”或“负”）。【答案】欧姆调零1100正【解析】选择倍率后，要进行欧姆调零．。发光二极管的阻值为11.0×100Ω＝1100Ω根据多用电表红黑表笔的电流流向，电流由黑表笔流出多用电表，而黑表笔接触长管脚时，二极管发光，所以长管脚为正极。考点四用多用电表判断电路故障4．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“3.8V0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮。（1）用多用电表的直流电压挡检查故障：①选择开关置于下列量程的________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_______。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测试前，一定要将电路中的开关S________；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________Ω，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_________________。【答案】（1）①B②A（2）①断开②6e、f12.7温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻（或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻）【解析】（1）①因为电源的电动势大约为6V，要使电压挡选择的量程安全以及准确，则选择开关应选择10V的量程，故B正确；②测得c、d间电压约为5.8V，接近电源电动势，e、f间电压为0，可知灯泡A断路，故A正确。（2）①用欧姆表测量电阻时，开关应断开，使得待测电阻与电源不相连。②欧姆表的读数为6×1Ω＝6Ω，因为c、d间断路，知测量的是e、f间的电阻。根据R＝eq\f(U,I)得，小灯泡正常发光时的电阻为R＝eq\f(3.8,0.3)Ω≈12.7Ω。它不等于测量值，原因是温度高时灯丝电阻率大，计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻（或测量出的电阻是常温下灯丝的电阻）。综合能力练5．（2019·全国卷Ⅲ·23）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0～99999.9Ω），干电池（E＝1.5V，r＝1.5Ω），红、黑表笔和导线若干。（1）欧姆表设计将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________（填“R1”或“R2”）。（2）刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。（3）校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。【答案】（1）如图所示900R1（2）455（3）035000.0【解析】（1）由题知当两表笔间接入15kΩ的电阻时，电流表示数为50μA，由闭合电路欧姆定律有eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,Rg＋r＋Rx＋R0＋R)，代入数据解得R＝900Ω，所以滑动变阻器选择R1。（2）欧姆表的内阻Rg′＝Rg＋r＋R0＋R＝15kΩ，当电流为25μA时，有eq\f(Ig,4)＝eq\f(E,Rg′＋Rx′)，可得Rx′＝45kΩ；当电流为75μA时，有eq\f(3Ig,4)＝eq\f(E,Rg′＋Rx″)，可得Rx″＝5kΩ。（3）红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0kΩ处。题图中电阻箱读数为35000.0Ω。6．如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1Ω，灵敏电流计满偏电流Ig＝10mA，内阻rg＝90Ω，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。（1）多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示。将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为________Ω。某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为________Ω。（2）若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计________（选填“串联”或“并联”）一阻值为________Ω的电阻，再进行欧姆调零。（3）某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是________（填选项前的字母）。A．欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于175Ω【答案】（1）15070（2）并联10（3）AC【解析】（1）设欧姆表总内阻为R，短接时有E＝IgR代入数据计算得R＝150Ω当半偏时有E＝eq\f(1,2)Ig（R＋R中）所以R＝R中，所以选择的是“×10”挡位，根据题图丙可知该电阻的阻值为70Ω。（2）开关旋至“×1”，此时内阻R′＝R中′＝15Ω，短接时电流Im＝eq\f(E,R′)＝100mA所以给灵敏电流计并联一个分流电阻R0。根据欧姆定律R0＝eq\f(Igrg,Im－Ig)＝10Ω（3）二极管具有单向导电性，由于表笔A与欧姆表内部电源正极相连，故需要表笔A、B应分别接二极管的C、D端，故A正确；实验测量时，手不能触碰金属杆，否则会将自身电阻并联进电路，测量值偏小，故B错误；若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明电阻对该挡位来说太小，所以应该换小挡位，即“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零，，故D错误。7．（2021·江苏省1月适应性考试·13）电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“5”上。两表笔之间接有600Ω的电阻时，指针指在刻度“1”上，求刻度“3”应标注的电阻值R。【答案】100Ω【解析】指针指在刻度“5”时，电流表满偏，设为Ig，则指针指在刻度“3”和刻度“1”时的电流分别为eq\f(3,5)Ig和eq\f(1,5)Ig，指针指在刻度“5”，由闭合电路欧姆定律得Ig＝eq\f(E,R内)指针指在刻度“1”，由闭合电路欧姆定律得eq\f(1,5)Ig＝eq\f(E,R内＋600Ω)解得R内＝150Ω指针指在刻度“3”，由闭合电路欧姆定律得：eq\f(3,5)Ig＝eq\f(E,R内＋R)解得R＝100Ω。8．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。（1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是________。（选填选项前面的字母）A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。a．若所选挡位为直流50mA挡，则示数为________mA。b．若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为________Ω。c．若所选挡位为电阻“×10”挡，则欧姆表表头内阻为________Ω。（3）用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________。A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋转到“×100”位置C．把选择开关旋转到“×1k”位置D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点（4）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是________。（5）图丙为上题（图乙表盘的）多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝100μA，内阻Rg＝100Ω，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，则此时欧姆表为电阻______挡。【答案】（1）AC（2）22.0190150（3）BAD（4）AC（5）×1k【解析】（1）当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔接内部电源的正极，则接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A正确；当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D错误；（2）a．若所选挡位为直流50mA挡，则示数为22.0mA；b．若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为19×10Ω＝190Ω；c．若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为15×10Ω＝150Ω。（3）用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD。（4）根据闭合电路的欧姆定律可知I＝eq\f(E,Rx＋R内)则eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)Rx＋eq\f(R内,E)，故A、C正确。（5）由闭合电路的欧姆定律Ig＝eq\f(E,R内)，即100×10－6A＝eq\f(1.5V,R内)，解得R内＝15kΩ则此时欧姆表为电阻“×1k”挡。9．（1）如图甲所示，是欧姆表测未知电阻Rx阻值的原理图，电路中电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，则电流I与待测电阻的阻值Rx关系式为：I＝________；（调零电阻接入电路的部分阻值用R0表示）（2）I－Rx的关系图像如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是________；A．指针偏角越小，测量的误差越小B．欧姆调零是当Rx＝0时，调节R0使电路中的电流I＝IgC．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D．测量中，当Rx的阻值为图乙中的R2时，指针位于表盘中央位置的右侧（3）用欧姆挡粗测电阻，选用“×1k”倍率挡测量，发现指针偏转角度过大，因此需选择________（选填“×10k”或“×100”）倍率的挡位，换挡后应重新进行________（选填“欧姆”或“机械”）调零，测量时多用电表的示数如图丙所示，测量结果为Rx＝________Ω。（4）为了精确地测量待测电阻Rx的阻值，实验室提供