備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第十章恒定電流實(shí)驗(yàn)十三用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量

試驗(yàn)十三用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量1.[2024福建]某試驗(yàn)小組運(yùn)用多用電表和螺旋測(cè)微器測(cè)量一長(zhǎng)度為80.00cm的電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值為100～200Ω，材料未知.試驗(yàn)過(guò)程如下：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示.該電阻絲的直徑為1.412（1.410～1.414均可）mm.圖甲圖乙（2）對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.（3）將多用電表的選擇開關(guān)旋至×10（選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）倍率的電阻擋.（4）將黑、紅表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋的零刻度線.（5）將黑、紅表筆接在待測(cè)電阻絲兩端，多用電表的示數(shù)如圖乙所示.該電阻絲的電阻值為160Ω.（6）測(cè)量完成之后，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)旋到“OFF”位置.（7）試驗(yàn)測(cè)得的該電阻絲的電阻率為3.13×10－4（3.12×10－4～3.14×10－4均可）Ω·m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）.解析（1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，所以電阻絲的直徑為d＝1mm＋41.2×0.01mm＝1.412mm.（3）運(yùn)用多用電表的電阻擋測(cè)電阻時(shí)，為了減小誤差，應(yīng)盡可能使指針偏轉(zhuǎn)至刻度盤中心旁邊，由于該電阻絲的阻值為100～200Ω，而表盤的中心刻度為15，所以應(yīng)選擇“×10”倍率的電阻擋.（5）該電阻絲的電阻值為R＝16×10Ω＝160Ω.（7）由電阻定律有R＝ρLS＝ρ4Lπd2，故該電阻絲的電阻率ρ＝πd2R4L2.利用試驗(yàn)室的指針式多用電表探討如下問(wèn)題.（1）將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到直流電壓擋.如圖甲所示，閉合開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)為U1；并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)也為U1；并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)為零.已知R1、R2阻值相差不大，出現(xiàn)上述狀況的緣由可能是AD（填選項(xiàng)前的字母）.A.AB段斷路 B.BC段斷路C.AB段短路 D.BC段短路（2）將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋“×1k”的位置，將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使表的指針指在表盤右側(cè)（選填“左側(cè)”或“右側(cè)”）零刻度線處.將光敏電阻與歐姆表干脆相連，通過(guò)用手遮擋的方式來(lái)變更照耀到光敏電阻的光照強(qiáng)弱，在不變更選擇開關(guān)位置的狀況下，歐姆表指針位置發(fā)生變更，如圖乙所示，由此可推斷光照變?nèi)鯐r(shí)，該光敏電阻的阻值變大（選填“變大”或“變小”）.（3）如圖丙所示是一個(gè)簡(jiǎn)潔的歐姆表電路示意圖，其中電流表的滿偏電流為500μA，內(nèi)阻為100Ω；電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為1Ω；滑動(dòng)變阻器R0最大阻值為5000Ω.①調(diào)零后測(cè)量某定值電阻時(shí)，指針指在刻度盤的正中心，則該定值電阻的阻值為3000Ω.②運(yùn)用一段時(shí)間后電池老化，電動(dòng)勢(shì)下降到1.4V，內(nèi)阻增大到4Ω，但仍可調(diào)零.正確操作后，測(cè)量另一個(gè)定值電阻，歐姆表讀數(shù)為300Ω，則這個(gè)電阻的阻值應(yīng)為280Ω.解析（1）電壓表有示數(shù)說(shuō)明并聯(lián)部分無(wú)短路，串聯(lián)部分無(wú)斷路，電壓表無(wú)示數(shù)說(shuō)明并聯(lián)部分短路或者串聯(lián)部分?jǐn)嗦?依據(jù)題意電壓表并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)為U1；并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)也為U1；并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間，電壓表的示數(shù)為零，則可以推斷電路的故障可能是AB段斷路，也可能是BC段短路，故選AD.（2）將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋“×1k”的位置，將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使表的指針指在表盤電阻擋零刻度線即右側(cè)零刻度線處.由圖乙可知，遮擋后電阻變大，由此可推斷光照變?nèi)鯐r(shí)，該光敏電阻的阻值變大.（3）①調(diào)零后，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)＝1.5500×10－6Ω＝3000Ω，指針指在刻度盤的正中心，表盤中值電阻等于歐姆表內(nèi)阻，即R＝R內(nèi)＝3000Ω.②電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?.4V，調(diào)零后歐姆表內(nèi)阻R'內(nèi)＝1.4500×10－6Ω＝2800Ω，由3.指針式多用電表是試驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器.（1）如圖甲所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的多用電表的原理示意圖.虛線框中的S為一個(gè)單刀多擲開關(guān)，通過(guò)操作開關(guān)，接線柱B可以分別與觸點(diǎn)1、2、3接通，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)用多用電表測(cè)量不同物理量的不同功能.關(guān)于此多用電表，下列說(shuō)法正確的是AC（填選項(xiàng)前的字母）.A.當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí)，多用電表處于測(cè)量電流的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆B.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí)，多用電表處于測(cè)量電壓的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆C.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí)，多用電表處于測(cè)量電阻的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆D.當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí)，多用電表處于測(cè)量電壓的擋位，其中接線柱B接的是紅表筆（2）用試驗(yàn)室的多用電表進(jìn)行某次測(cè)量時(shí)，指針在表盤的位置如圖乙所示.圖乙①若所選擋位為直流50mA擋，則示數(shù)為22.0（21.8～22.2均可）mA.②若所選擋位為電阻“×10”擋，則示數(shù)為190Ω.③若所選擋位為電阻“×10”擋，則歐姆表表頭的內(nèi)阻為150Ω.（3）用表盤為圖乙的多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約15Ω的電阻后，須要接著測(cè)量一個(gè)阻值約2kΩ的電阻.在用紅、黑表筆接觸這個(gè)電阻兩端之前，請(qǐng)選擇以下必需的步驟，并按操作依次逐一寫出步驟的序號(hào)：BAD.A.將紅表筆和黑表筆接觸B.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置C.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置D.調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)（4）某小組的同學(xué)們發(fā)覺歐姆表的表盤刻度不勻整，分析在同一個(gè)擋位下通過(guò)待測(cè)電阻的電流I和它的阻值Rx的關(guān)系，他們分別畫出了如下所示的幾種圖像，其中可能正確的是AC.ABCD（5）圖丙為（2）中多用電表電阻擋中某一擋位的原理圖，其中電流表的滿偏電流Ig＝100μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，則此時(shí)歐姆表為電阻×1k擋（選填“×10”“×100”或“×1k”）.圖丙解析（1）當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí)，內(nèi)部接電源，則多用電表處于測(cè)量電阻的擋位，因黑表筆接內(nèi)部電源的正極，則接線柱B接的是黑表筆，B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)，則多用電表處于測(cè)量電流的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆，A正確；當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí)，表頭與電阻串聯(lián)，則多用電表處于測(cè)量電壓的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆，D錯(cuò)誤.（2）①若所選擋位為直流50mA擋，則示數(shù)為22.0mA.②若所選擋位為電阻“×10”擋，則示數(shù)為19×10Ω＝190Ω.③若所選擋位為電阻“×10”擋，則歐姆表表頭的內(nèi)阻等于中值電阻，即為15×10Ω＝150Ω.（3）用表盤為圖乙的多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約15Ω的電阻后，須要接著測(cè)量一個(gè)阻值約2kΩ的電阻，則選擇開關(guān)必需換成“×100”擋，然后將兩表筆短接，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，其正確步驟是BAD.（4）依據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I＝ERx＋R內(nèi)，則1I＝1ER（5）由閉合電路的歐姆定律得，Ig＝ER內(nèi)，即100×10－6A＝1.5VR內(nèi)，解得R內(nèi)＝15kΩ4.[電表的改裝]學(xué)習(xí)了歐姆表的原理和運(yùn)用方法后，小明同學(xué)對(duì)歐姆表如何實(shí)現(xiàn)更換不同測(cè)量倍率產(chǎn)生了深厚的探究愛好.經(jīng)過(guò)一番探究，他嘗試完成了將一表頭改裝成有三種倍率擋“×1”“×10”“×100”的歐姆表，原理如圖甲所示.已知電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻約1Ω；靈敏電流計(jì)滿偏電流為1mA，內(nèi)阻為99Ω；改裝所用定值電阻為R1和R2（R1＜R2）；滑動(dòng)變阻器有RA（0～1000Ω）和RB（0～2000Ω）供選擇；待測(cè)電阻Rx的阻值約200Ω；歐姆表表盤刻度如圖乙所示（指針半偏所指刻度為“15”）.圖乙（1）要盡可能精確測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值，歐姆表?yè)跷婚_關(guān)K應(yīng)旋轉(zhuǎn)到2（選填“1”“2”或“3”）.（2）改裝時(shí)用到的定值電阻的阻值R1＝1Ω，R2＝11Ω.（3）為使歐姆表的三個(gè)擋位運(yùn)用時(shí)都能正常歐姆調(diào)零，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選RB（選填“RA”或“RB”）.（4）用改裝的歐姆表測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值，正確操作時(shí)歐姆表示數(shù)如圖乙所示，則待測(cè)電阻Rx的阻值為240Ω.若表頭的實(shí)際阻值大于99Ω，則用此表頭改裝的歐姆表測(cè)量值與真實(shí)值相比偏大（選填“偏大”“偏小”或“不變”）.解析（1）由于歐姆表的工作原理為閉合電路歐姆定律，且有“中值電阻”等于歐姆表內(nèi)阻，即R中＝R內(nèi)＝EIg.當(dāng)K接3時(shí)，電流表量程最小，歐姆表內(nèi)阻最大，即為“×100”倍率；又因R1＜R2，故K接1時(shí)，電流表量程最大，對(duì)應(yīng)歐姆表“×1”倍率；K接2時(shí)，對(duì)應(yīng)“×10”倍率.因?yàn)榇郎y(cè)電阻的阻值約200Ω，故選擇“×10”倍率的擋位更精確，即開關(guān)K（2）由R中＝R內(nèi)＝EIg得Ig＝ER中，可知K接1時(shí)改裝后的電流表滿偏電流為100mA，其中通過(guò)靈敏電流計(jì)的電流為1mA，故通過(guò)電阻R1的電流為99mA，依據(jù)并聯(lián)電路的電流與電阻成反比的關(guān)系可得R1＝1Ω；同理，當(dāng)