电学专题实验——《练习使用多用电表》专项提升

更新时间：2024-11-05 浏览次数：4 类型：一轮复习

一、典型例题方法赏析

1. (2024高三上·定州开学考) 某同学使用如图所示的多用电表检测某二极管的极性。
1. （1）使用前他发现指针没有停在表盘左侧的0刻线上，他需要适当的调节旋钮，使指针停在表盘左侧的0刻线上，然后要将旋钮旋到合适的位置，接下来进行欧姆调零，将红黑表笔短接，调节旋钮使指针指到表盘右侧的零刻线（均选填“A”、“B”、“C”）。
2. （2）他将多用电表红黑表笔分别与二极管的M、N端连接成闭合电路，当红表笔接二极管的M端接触时，多用电表的指针几乎没有偏转，而当红表笔接二极管的N端接触时，多用电表的指针发生了较大的偏转，由此可以推断，M端为二极管的（选填“正极”或“负极”）。
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2. (2024高三下·重庆市模拟) 某同学利用一个多用电表（表盘如图乙所示）测量一个内阻 $\text{[math]}$ 约 $\text{[math]}$ 、满偏电流 $\text{[math]}$ 的电流表的内阻，主要步骤如下：
1. （1）欧姆挡的选择开关拨至倍率（填“×1”“×10”或“×100”）挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表（填“A”或“B”）接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱；
2. （2）多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为Ω，这时电流表的读数为mA；
3. （3）测量结束后，将选择开关拨到OFF挡；
4. （4）通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为V。
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3. (2024高三·绵阳模拟) 把量程为 $\text{[math]}$ 、内阻为 $\text{[math]}$ 的毫安表，按如图所示电路改装成量程分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的多用电表。图中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 为开关。回答下列问题：
1. （1）开关 $\text{[math]}$ 闭合时，多用电表用于测量（选填“电流”或“电压”）；开关 $\text{[math]}$ 断开时，多用电表用于测量（选填“电流”或“电压”）。
2. （2）定值电阻的阻值 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（ $\text{[math]}$ 计算结果保留 $\text{[math]}$ 位有效数字）
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4. (2024高三下·汉寿月考) 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题：
1. （1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经正确操作后指针指示如图1中a所示。为了使多用电表测量的结果更准确该同学应该选择欧姆挡（选填“×10”或“×1 k”）挡；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图1中b所示，则待测电阻为Ω。
2. （2）图2是某多用电表欧姆挡内部电路示意图。其中，电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω；电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω。
  ①该欧姆表的两只表笔中，（选填“A”或“B”）是红表笔。
  ②该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω进行标记的。当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时，欧姆表仍可调零，则调零后R₀接入电路的电阻将变（选填“大”或“小”）；若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400 Ω，则这个待测电阻的真实阻值为Ω（结果保留3位有效数字）。
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二、夯实基础提升能力

5. (2024高二下·成都月考) 某实验小组为了制作一个具有两个倍率的简易欧姆表，他们从实验室中找到了如下器材并设计了如图所示的电路图：
一节干电池（电动势为1.5V，内阻不计）
一个微安表（量程为 $\text{[math]}$ ，内阻不明）
两个电阻箱 $\text{[math]}$ （0~999.9Ω）和 $\text{[math]}$ （0~99.9Ω）红、黑表笔各一个，开关一个，导线若干
1. （1）微安表左侧的导线应连接微安表的（填“正接线柱”或“负接线柱”）。
2. （2）开关断开时电路为“×100”倍率的欧姆表。两表笔短接，调节 $\text{[math]}$ 使微安表指针达到满偏，在红、黑表笔间接入未知电阻，微安表指针指在 $\text{[math]}$ 处，则未知电阻的阻值为Ω。（保留3位有效数字）
3. （3）闭合开关，在保证刻度线的值相同的情况下，欲使欧姆表倍率变为“×10”，电阻箱 $\text{[math]}$ 的阻值应调为Ω。（保留3位有效数字）
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6. (2024高二下·成都月考) 图甲是一个多用电表，图乙是多用电表的简化电路图，电流档的两个量程为10mA和3mA，电压档的两个量程为10V和4V，表盘如图丙所示。
1. （1）在测量电阻时要用到图甲中的选择开关K和部件S、T。请完成下列测量步骤：
  ①旋动部件，使指针对准电流的“0”刻度线。
  ②将K旋动到电阻档适当的倍率位置。
  ③将插入“+”“-”插孔的两表笔短接，旋动部件，使指针对准电阻的刻度线（选填“0”或“∞”）。
2. （2）对于图乙，下列说法正确的是____（请填写选项前对应的字母）
  
  A . A表笔应为黑表笔，B表笔应为红表笔 B . 当选择开关K旋到位置“1”时，对应的是电流档，量程为3mA C . 当选择开关K旋到位置“5”测量时，A表笔应接触电势较高的点 D . 当选择开关K旋到位置“3”时，对应的是电阻档。某同学测量电阻时，由于粗心将红、黑表笔插反，这对最终的测量结果没有影响
3. （3）当图乙的选择开关K旋到位置“3”时，内部电源电动势为4.5V。欧姆调零后，在A、B两表笔之间接入一个待测电阻，发现表头G刚好半偏，则A、B之间所接的电阻为Ω，对应的倍率为（选填“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”）。
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7. (2024高三下·南昌模拟) 如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“ $\text{[math]}$ ”，高倍率挡位为“ $\text{[math]}$ ”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。
所用器材如下：
A．干电池（电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）
B．电流表G（满偏电流 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）
C．定值电阻 $\text{[math]}$
D．可调电阻R
E．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。
1. （1）欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔1是表笔（填“红”或“黑”）；
2. （2）请根据电路图判断，电路中开关K闭合时对应欧姆表的（填“高”或“低”）倍率；
3. （3）使用“ $\text{[math]}$ ”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为Ω；
4. （4）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.35V，内阻变为2Ω，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为300Ω，则该电阻的真实值为Ω。
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8. (2024高三下·沙坪坝模拟) 某兴趣小组用多用电表测量一个二极管的正向电阻，分别利用“×10”档和“×100”档进行正确操作，发现测得的阻值有很大差距。分析原因时，有同学提出，可能因为多用电表不同档位的两个倍率所用电源电动势不同而造成二极管的正向电阻不同，为分析具体原因，该小组同学进行了如下实验。
1. （1）先将多用电表调到“×100”档，红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零；再把多用电表、电流表（量程为（0-500μA，内阻约为300Ω）、电阻箱（阻值范围为0~9999Ω）和开关串联成闭合回路，并将电阻箱的阻值调到最大；如图甲所示。其中多用电表的红表笔应该接电流表的极（填“正”或“负”）；
2. （2）闭合开关，调整电阻箱的阻值，该多用电表的表盘指针和电流表指针位置如图乙所示，欧姆表中央刻度示数为15，可知多用电表内部电源的电动势为V（结果保留三位有效数字）；再换用“×10”档，重复上述操作，测得内部电源电动势与“×100”档相同。
3. （3）该型号二极管的伏安特性曲线如图丙所示，根据图丙和多用电表测电阻时，内部电路可知，用不同倍率档位测得二极管阻值的不同并非电表内部电动势不同，而是不同倍率档位的不同，由图可知，“×10”档测得的二极管正向电阻阻值为Ω（结果保留三位有效数字）。
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三、思维提升创新应用

9. (2023高二下·宿松期中) 小明和小华在实验室测量某电阻的阻值，实验室提供的器材如下：
A．多用电表

B．电池组E（电动势为4.5V，内阻不计）

C．定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为10Ω）

D．电压表V（量程为5V，内阻未知）

E.电流表A（量程为20mA，内阻为90Ω）

F.滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流2A）

G.开关S、导线若干
1. （1）先用多用电表粗略测量待测电阻的阻值。下列实验操作步骤，正确顺序是；
  ①将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准欧姆零点
  ②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×1”位置
  ③调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着电流零刻度
  ④将选择开关旋转到OFF位置
  ⑤将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，测出金属丝的电阻为20Ω
2. （2）他们根据实验室提供的器材和待测电阻的粗略值，设计了如下电路精确测量电阻的阻值，请利用以上器材，在下方的虚线框中补全实验电路图（需标出相应器材的符号）；
3. （3）根据电路图帮他们补全实物图；
4. （4）若电压表示数为4.2V，电流表示数为15mA，则 $\text{[math]}$ =Ω；本实验主要误差的来源是。
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10. (2021高二上·浙江期中) 小振同学在实验室练习使用多用电表测电阻：
1. （1）他找来一段电阻丝，先使用螺旋测微器饶有兴致地测了其直径，读数如图（a）所示，则该电阻丝的直径为mm
2. （2）接着他找来多用表来测量该段电阻丝的电阻，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。（填图b中的“S”、“K”或“T”）
  
  ②将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
  
  ③将红、黑表笔短接，旋动（填图b中的“S”、“K”或“T”），使指针对准电流的刻线（填“0”或“满偏电流”）。
  
  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．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
  
  B．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零
  
  C．将K旋转到电阻挡“×100”的位置
  
  D．将K旋转到电阻挡“×1”的位置
3. （3）正确操作后，读数如图c所示，则阻值为Ω（保留3位有效数字）
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11. (2021高二上·辽宁期中) 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。根据对多用电表的认识，请回答下列问题：
1. （1）欧姆表的内部电路如图所示，已知电流表的满偏电流为 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ，电源的电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ，滑动变阻器记为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（______）
  
  A . 使用欧姆表测电阻前，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，此时滑动变阻器被接入部分的阻值为 $\text{[math]}$ B . 欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度 C . 欧姆表表盘的刻度是均匀的
2. （2）某同学用“ $\text{[math]}$ ”挡位测量一电阻，发现指针偏转角度过小。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作是___________（从下列选项中挑出合理的步骤并按操作顺序排列）；
  
  A . 将红表笔和黑表笔接触 B . 把选择开关旋转到“ $\text{[math]}$ ”位置 C . 把选择开关旋转到“ $\text{[math]}$ ”位置 D . 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
3. （3）下图所示是简化的多用电表的电路图，转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，当S与6连接时，多用电表为较（填“大”、“小”）量程的电压表；当S与3、4连接时，多用电表为（填“电流表”、“电压表”或“欧姆表”）； $\text{[math]}$ 表笔为（填“红表笔”、“黑表笔”）。
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12. (2017·淄博模拟) 某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材如下：
A．干电池：电动势E=l.5V，内阻r=0.5Ω
B．电流表 G：满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=150Ω
C．定值电阻R₁=1200Ω
D．电阻箱R₂和R₃：最大阻值都为999.9Ω
E．电阻箱R₄：最大阻值9999Ω
F．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干
1. （1）该实验小组按图a正确连接好电路．当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R₂=Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R_内，则R_内=Ω，欧姆表的倍率是（选填“×1”、“×10”）．
2. （2）闭合电键S：
  第一步：调节电阻箱R₂和R₃ ，当R₂=Ω且R₃=Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；
  第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R₄ ，调节R₄ ，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为Ω．
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四、直击高考达成素养

13. (2024·浙江) 在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，
1. （1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100 挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转.选用挡（选填”×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管（选填“正极”或“负极”）。
2. （2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接接线柱（选填“a"“b”“c”或“d”），Q应连接接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I=mA。
3. （3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是元件（选填“线性”或“非线性”，正常发光时电压在V范围。
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14. (2024·新课标) 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻R_V。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V₁（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻R₀（阻值为800Ω），滑动变阻器R₁（最大阻值50Ω），滑动变阻器R₂（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。
完成下列填空：
1. （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；
  A.将红、黑表笔短接
  B.调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
  C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
  再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的（填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡（填“×1”“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为 kΩ（结果保留1位小数）；
2. （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选（填“R₁”或“R₂”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于（填“a”或“b”）端；
3. （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V₁、待测电压表的示数分别为U₁、U，则待测电压表内阻R_V＝（用U₁、U和R₀表示）；
4. （4）测量得到U₁＝4.20V，U＝2.78V，则待测电压表内阻R_V＝kΩ（结果保留3位有效数字）。
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15. (2022·湖南) 小梦同学自制了一个两挡位（“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”）的欧姆表，其内部结构如图所示， $\text{[math]}$ 为调零电阻（最大阻值为 $\text{[math]}$ ）， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为定值电阻（ $\text{[math]}$ ），电流计 G 的内阻为 $\text{[math]}$ 。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
1. （1）短接①②，将单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 接通，电流计 G 示数为 $\text{[math]}$ ；保持电阻 $\text{[math]}$ 滑片位置不变，将单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 接通，电流计 G 示数变为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“大于”或“小于”）；
2. （2）将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；
3. （3）若从“ $\text{[math]}$ ”挡位换成“ $\text{[math]}$ ”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计 G 满偏刻度处）时，调零电阻 $\text{[math]}$ 的滑片应该调节（填“向上”或“向下”）；
4. （4）在“ $\text{[math]}$ ”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻 $\text{[math]}$ ，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 $\text{[math]}$ ；取走 $\text{[math]}$ ，在①②间接入待测电阻 $\text{[math]}$ ，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ Ω。
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