1.電流表G1的量程為0~5 mA,內(nèi)阻為290 Ω。把它改裝成如圖所示的一個(gè)多量程多用電表,電流和電壓的測量都各有兩個(gè)量程。當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時(shí)為電流擋,其中小量程為0~10 mA,大量程為0~100 mA。
(1)對于此多用電表,當(dāng)開關(guān)S接到位置6時(shí)是 擋;開關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程 (選填“大”或“小”)。
(2)開關(guān)S接位置 (選填“1”或“2”)時(shí)是小量程的電流擋,圖中電阻R2= Ω。
(3)已知圖中的電源E'的電動(dòng)勢為9 V,短接A、B表筆進(jìn)行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋的內(nèi)阻為 Ω。現(xiàn)用該擋測一未知電阻的阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的35處,則該未知電阻的阻值為 Ω。
2.(2024山東泰安模擬)某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的多用電表電路圖。如圖所示,已知表頭G的滿偏電流為Ig=30 mA,內(nèi)阻Rg=90 Ω。定值電阻R1=10 Ω。電源電動(dòng)勢E=12 V,內(nèi)阻r=2 Ω,電阻箱R2和R3的調(diào)節(jié)范圍都是0~999.9 Ω。
(1)與多用電表B端相連的是 (選填“紅”或“黑”)表筆。
(2)選擇開關(guān)置于1位置,閉合開關(guān)S,電流表的量程為 mA,保持S閉合,選擇開關(guān)置于3位置,將其改裝為量程0~60 V的電壓表,電阻箱R3應(yīng)調(diào)節(jié)為 Ω。
(3)選擇開關(guān)置于2位置,通過開關(guān)S的通斷可以實(shí)現(xiàn)歐姆表“×1”與“×10”兩種倍率,則 (選填“閉合”或“斷開”)開關(guān)S,歐姆表為“×1”倍率。將歐姆表切換至“×10”倍率,紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零,將某一待測電阻接在紅黑表筆之間,當(dāng)表頭G的指針偏轉(zhuǎn)角度為滿量程的23時(shí),待測電阻為 Ω。
3.某同學(xué)利用一個(gè)多用電表(表盤如圖乙所示)測量一個(gè)內(nèi)阻Rg約100 Ω、滿偏電流Ig=100 mA的電流表的內(nèi)阻,主要步驟如下:
(1)歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率 (選填“×1”“×10”或“×100”)擋,先將紅、黑表筆短接調(diào)零后,將多用電表中“黑表筆”接到電流表 (選填“+”或“-”)接線柱上,“紅表筆”接另一個(gè)接線柱;
甲
乙
丙
(2)多用電表表盤中的指針和電流表表盤指針?biāo)肝恢萌鐖D乙、丙所示,該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為 Ω,這時(shí)電流表的讀數(shù)為 mA;
(3)測量結(jié)束后,將選擇開關(guān)撥到OFF擋;
(4)通過進(jìn)一步分析還可得到多用電表內(nèi)部電池的電動(dòng)勢為 V。
4.(2023廣西欽州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用量程為0~0.6 A、內(nèi)阻為1 Ω的電流表進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作。
甲
乙
丙
(1)用圖甲所示電路測量電源的內(nèi)阻r,已知電源電動(dòng)勢E=3 V,閉合開關(guān),將電阻箱的阻值調(diào)為8 Ω,此時(shí)電流表指針?biāo)肝恢萌鐖D乙所示,則電源內(nèi)阻r= Ω。
(2)對圖甲中的電路稍加改造,改裝為倍率為“×1”的歐姆表,如圖丙所示,切斷電阻箱右側(cè)回路的導(dǎo)線,斷開的接口分別連接一表筆(電阻忽略不計(jì)),該電路可大致測量表筆間所接電阻的阻值,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱接入回路的阻值,使電流表正好滿偏,此處對應(yīng)電阻刻度的 (選填“0”或“￥”)刻線,電阻箱接入回路的阻值為 Ω,保持電阻箱接入回路的阻值不變,在兩表筆間接入不同阻值的電阻,則電流表“0.20 A”刻線處對應(yīng)的待測電阻為 Ω。
(3)保持電阻箱接入回路的阻值與第(2)問相同,在兩表筆間接入待測電阻R',電流表指針恰好指到“0.30 A”處,若將待測電阻R'直接接在題給電源兩端,則電源的效率η= (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
5.(2024遼寧葫蘆島模擬)某學(xué)習(xí)小組利用電壓表V(量程為0~15 V)、電源E和電位器R(相當(dāng)于阻值較大的滑動(dòng)變阻器),改裝成一個(gè)能夠測量電阻的歐姆表。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下,請完成有關(guān)內(nèi)容。
甲
乙
(1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖連接電路,先把電位器R的滑片P調(diào)到 (選填“a”或“b”)端,將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)滑片P使電壓表滿偏;
(2)保持電位器R的滑片P不動(dòng),在紅、黑表筆間接入電阻箱,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)電壓表半偏時(shí),電阻箱的示數(shù)如圖乙所示,讀出電阻箱的阻值R0= Ω;
(3)在紅、黑表筆間接入待測電阻,若電壓表的示數(shù)為U,已知電壓表的滿偏電壓為Um,把電壓表的示數(shù)標(biāo)為待測電阻的阻值Rx,換算公式是Rx= (用Um、U和R0表示)。
6.利用實(shí)驗(yàn)室的指針式多用電表研究如下問題。
(1)關(guān)于多用電表的使用,下列操作正確的是 。
A.測電壓時(shí),應(yīng)按圖甲連接方式測量
B.測電流時(shí),應(yīng)按圖乙連接方式測量
C.測電阻時(shí),可以按圖丙連接方式測量
D.測二極管的反向電阻時(shí),應(yīng)按圖丁連接方式測量
(2)某同學(xué)用多用電表“×10”擋測量某電阻R時(shí),操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過小,為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,則應(yīng)將選擇開關(guān)置于 (選填“×1”“×10”或“×100”)擋。
參考答案
第6講 實(shí)驗(yàn):用多用電表測量電學(xué)中的物理量
1.答案 (1)電壓 小
(2)2 261
(3)900 600
解析 (1)當(dāng)開關(guān)S接到位置6時(shí),電流表與電阻R3、R4串聯(lián),電阻R3、R4起到分壓作用,電表為電壓表;開關(guān)S接到位置5時(shí)與接到位置6時(shí)相比,接到6時(shí)串聯(lián)的電阻大,分壓作用也大,電壓表的量程也更大,因此開關(guān)S接到位置5時(shí)的量程比接到位置6時(shí)的量程小。
(2)當(dāng)開關(guān)S接到位置2時(shí),并聯(lián)的電阻大,分流小,其電流表的量程小,因此開關(guān)S接位置2時(shí)是小量程的電流擋;設(shè)開關(guān)S接1時(shí)的最大電流為I1,接2時(shí)最大電流為I2,由題意可知,當(dāng)開關(guān)接到1時(shí),有Ig(r+R2)=(I1-Ig)R1,當(dāng)開關(guān)接到2時(shí),有Igr=(I2-Ig)(R1+R2),代入數(shù)據(jù)解得R2=261 Ω。
(3)由上述分析可知,當(dāng)開關(guān)S接到位置4時(shí),電路中的滿偏電流Im=10 mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得R內(nèi)=E'Im=910×10-3 Ω=900 Ω,由指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的35處可得35Im=E'R內(nèi)+Rx,解得Rx=600 Ω。
2.答案 (1)黑 (2)0~300 191.0 (3)閉合 200
解析 (1)根據(jù)多用電表“紅進(jìn)黑出”可知與B相連的為黑表筆。
(2)選擇開關(guān)置于1位置,閉合開關(guān)S時(shí),有IA=Ig+RgR1Ig=300 mA,R1與Rg并聯(lián)后總電阻為RA=9 Ω,S閉合,選擇開關(guān)置于3時(shí)U=IA(RA+R3),解得R3=191.0 Ω。
(3)歐姆表中,正確調(diào)零后,待測電阻與電流I的關(guān)系為Rx=EI?EIg,閉合開關(guān)S時(shí),電流表量程為S斷開時(shí)的10倍,故而所測電阻是開關(guān)斷開時(shí)的110,因此開關(guān)S閉合為“×1”倍率,S斷開為“×10”倍率,使用“×10”倍率時(shí),電流表量程為0~30 mA,因此Rx=1220×10-3 Ω-1230×10-3 Ω=200 Ω。
3.答案 (1)×10 + (2)120 40 (4)10.8
解析 (1)當(dāng)歐姆表的指針指在中間位置附近時(shí),測量值較為準(zhǔn)確,故選擇“×10”擋較好;多用電表的黑表筆與內(nèi)部電源正極連接,與外電路形成閉合回路后,電流從黑表筆流出,紅表筆流進(jìn),而電流表接入電路要注意“+”進(jìn)“-”出,故應(yīng)使黑表筆接到電流表“+”接線柱。
(2)歐姆表讀數(shù)等于表盤刻度值×倍率,即歐姆表的讀數(shù)為120 Ω;電流表的量程為0~100 mA,分度值為2 mA,則示數(shù)為40 mA。
(4)由題圖乙可知表盤中間刻度為15,又選擇倍率為“×10”擋,所以此時(shí)多用電表的中值電阻為150 Ω,根據(jù)E=I(R+R中),得E=40×10-3×(120+150) V=10.8 V。
4.答案 (1)1
(2)0 3 10
(3)83.3%
解析 (1)由圖乙可知電流為0.30 A,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I(r+R+RA)
解得電源內(nèi)阻r=EI-R-RA=30.30-8-1 Ω=1 Ω。
(2)由歐姆表的歐姆調(diào)零原理,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱接入回路的阻值,使電流表正好滿偏,此處對應(yīng)電阻刻度的0刻線;根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=Ig(r+RA+R箱),可得電阻箱接入回路的阻值為R箱=EIg-r-RA=30.6-1-1 Ω=3 Ω,當(dāng)I=0.20 A時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I(r+RA+R箱+Rx),解得電流表“0.20 A”刻線處對應(yīng)的待測電阻為Rx=EI-r-RA-R箱=30.2-1-1-3 Ω=10 Ω。
(3)當(dāng)I=0.30 A時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I(r+RA+R箱+R'),解得R'=5 Ω,若將待測電阻R'直接接在題給電源兩端,則電源的效率為η=P出P總=UIEI=R'R'+r=55+1×100%=83.3%。
5.答案 (1)a (2)7 968 (3)UmU-1R0
解析 (1)先把電位器R的滑片P調(diào)到接入電路電阻的最大值,即a端。
(2)電阻箱的示數(shù)如圖乙所示,可知電阻箱的阻值為R0=7 968 Ω。
(3)由題意可知,電壓表的電阻值與電位器接入電路的電阻值之和等于R0,則有UUm=IIm=R0R0+Rx,整理得Rx=UmUR0-R0=UmU-1R0。
6.答案 (1)AB (2)×100
解析 (1)測電壓時(shí),電壓表與被測電路并聯(lián),紅表筆接高電勢,圖甲連接方式正確,A正確;測電流時(shí),電流表與被測電路串聯(lián),電流從紅表筆流入,應(yīng)按圖乙連接方式測量,B正確;測電阻時(shí),電阻必須與電路斷開,不可以按圖丙連接方式測量,C錯(cuò)誤;測二極管的反向電阻時(shí),必須將圖丁中的表筆對調(diào),D錯(cuò)誤。
(2)某同學(xué)用多用電表“×10”擋測量某電阻R時(shí),操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過小,表明被測電阻阻值較大,為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,則應(yīng)將選擇開關(guān)置于“×100”擋。

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