高三物理一轮复习练习 选修3173四.docx

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高三物理一轮复习练习选修3173四

[命题报告·教师用书独具]

知识点

题号

多用电表测电阻的步骤

4

多用电表的结构及原理

2、6

多用电表的应用及读数

1、3

电路故障问题

5

创新实验

7

1.（2013年静安质检）用多用电表探测图甲所示黑箱发现：

用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中的（　　）

解析：

由E、G两点之间与F、G之间有电压，说明黑箱内有电源，且电源一定与G相连．因为利用欧姆表测量E、F两点的电阻时，正、反向的电阻区别比较大，说明E、F两点间有二极管，且E端接二极管的正极．由以上的分析可得黑箱内的元件接法为B.

答案：

B

2．如图为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（　　）

A．30kΩ～80kΩ

B．3kΩ～8kΩ

C．300kΩ～800kΩ

D．3000kΩ～8000kΩ

解析：

当红、黑表笔短接调零时

Ig＝

R＋rg＋R0＝

＝

＝5000Ω.

当指针指中间（中值电阻）时，设被测电阻阻值为Rx，则

＝

Rx＝5000Ω.

使用欧姆表读数时在中值电阻5kΩ左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围是3kΩ～8kΩ.故B项正确．

答案：

B

3．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表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？

请填在表格中．

指针位置

选择开关所处挡位

读数

a

直流电流100mA

________mA

直流电压2.5V

________V

b

电阻×100

________Ω

解析：

首先在表盘上找到直流的刻度，直流的符号是“—”，表盘中间的那个刻度是直流的刻度，电流为100mA量程，对应读数为23mA；电压为2.5V量程，对应读数为0.57V；欧姆挡上对应读数3.2Ω，再乘以倍率应为320Ω.

答案：

23　0.57　320

4．（2013年泉州模拟）一位同学使用多用电表测电阻，它在实验中的主要步骤如下：

①把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上；

②把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在零处；

③把两表笔分别与待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；

④换用“×100”欧姆挡测量，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻数值；

⑤把表笔从测试笔插孔拔出后，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．

这个学生在测量时已注意到：

待测电阻与其他元件的电源断开，不用手碰表笔的金属杆．这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方？

a．______________________________________________________________

_______________________________________________________________；

b．______________________________________________________________

________________________________________________________________.

解析：

a.选择开关从“×10”挡拨到“×100”挡时，必须重新进行欧姆调零

b．多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡．应置于交流电压最高挡或“OFF”挡

答案：

见解析

5．在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：

电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障．

（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

解析：

（1）在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，在1、2两点同时断开的情况下，应选用欧姆挡．

（2）表明5、6两点或开关可能有故障．

（3）①将选择开关调到欧姆挡；②将红、黑表笔短接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．

答案：

（1）电压　欧姆

（2）开关或连接点5、6

（3）见解析

6．（2013年武汉调研）某同学想用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值．

A．电流计，满偏电流为1mA，内阻为20Ω

B．电流计，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω

C．电动势15V，内阻5Ω的直流电源

D．电动势3V，内阻3Ω的直流电源

E．最大阻值为5000Ω的滑动变阻器

F．最大阻值为100Ω的滑动变阻器

（1）以上器材应选用________（填字母），并在下面线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图．

（2）欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.

（3）若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为________Ω.

（4）如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果________（填“偏大”、“偏小”或“准确”）．

解析：

（1）选取器材要能够满足欧姆表调零的要求，即：

I＝

，调节滑动变阻器的滑片时，当滑动变阻器的阻值最大时，电流小于电流表的满偏电流Ig，综合考虑应选A、D、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示．

（2）欧姆表调零时，由闭合电路欧姆定律得：

E＝Ig（R＋Rg＋r），

代入数据解得：

R＝2977Ω.

（3）测量电阻时，由闭合电路欧姆定律得：

E＝I（R＋Rg＋r＋Rx），由题意得：

I＝

，代入数据解得：

Rx＝6000Ω.

（4）由于电池的电动势不变，根据上面的分析可知，测量的结果准确．

答案：

（1）ADE　图见解析　

（2）2977　（3）6000

（4）准确

7．（创新实验）使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：

待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：

（1）仪器连线如图甲所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为________（填“红”或“黑”）色；

（2）若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中a，b，c所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；

乙

（3）将图甲中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；（保留3位有效数字）

（4）计算得到多用电表内电池的电动势为________V．（保留3位有效数字）

解析：

（1）多用电表的电流是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，所以a为黑色．

（2）仪器读数：

欧姆表读数为14Ω，电流表精度为1mA，需估读到1的下一位，所以电流表读数为53.0mA；电阻箱读数R＝（0×100＋0×10＋4×1＋6×0.1）Ω＝4.6Ω.（3）由题意，多用电表的表盘实际是一表头，看电流刻度，此时对应26格，电流为53.0mA，两表笔短接时，表头对应50格，则电流I＝

mA≈102mA.（4）由闭合电路欧姆定律，得E＝I1（R电阻＋R内），其中R电阻＝14Ω

E＝I·R内

由以上两式解得：

E≈1.54V

答案：

（1）黑　

（2）14　53.0　4.6　（3）102　（4）1.54

在电学实验中，电阻的测量是一项重要的考查内容，由于测量方法较多，且考题题型多变，方法灵活，已成为高考设计性实验考查的热点．

方法1　等效替换法

连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R，使单刀双掷开关S分别接2和1时，电流表中的电流示数相同，则表明Rx＝R，即可测出Rx.

[例1]　为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：

（1）将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；

（2）然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；

（3）多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．

[解析]　本题方法为替代法．

当S接1与接2时通过电路的电流I相同，可知待测微安表头的内阻与RN的电阻相同．

[答案]　

（1）R0　标准电流表（或A0）

（2）RN　标准电流表（或A0）的读数仍为I

（3）平均值

方法2　半偏法

半偏法测电阻的原理及注意事项如下：

原理图

原理

闭合S2，调节R2，使R2分走一半电流

断开S2，调节R2，使R2分走一半电压

注意

事项

电源E的电动势尽量要大，滑动变阻器R1尽量要大

电源E的电动势尽量要大，滑动变阻器R1尽量要小

　[例2]　在把电流表改装成电压表的实验中，把量程Ig＝300μA，内阻约为100Ω的电流表G改装成电压表．

（1）采用如图所示的电路测量电流表G的内阻Rg，可选用的器材有：

A．电阻箱：

最大阻值为999.9Ω；

B．电阻箱：

最大阻值为9999.9Ω；

C．滑动变阻器：

最大阻值为2000Ω；

D．滑动变阻器：

最大阻值为50kΩ；

E．电源：

电动势约为2V，内阻很小；

F．电源：

电动势约为6V，内阻很小；

G．开关、导线若干．

为提高测量精度，在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择________；可变电阻R2应该选择________；电源E应该选择________．（填选用器材的字母代号）

（2）测电流表G的内阻Rg的实验步骤如下：

a．连接电路，将可变电阻R1调到最大；

b．断开S2，闭合S1，调节可变电阻R1使电流表G满偏；

c．闭合S2，调节可变电阻R2使电流表G半偏，此时可以认为电流表G的内阻Rg＝R2.

设电流表G的内阻Rg的测量值为R测，真实值为R真，则R测________R真．（选填“大于”、“小于”或“等于”）

[解析]　

（1）本题是典型的半偏法测电阻，根据实验的特定条件，选择仪器首先从电源下手，电源电动势尽量大一些，故选F；然后根据R1＝

－Rg，可知当电流表满偏时，可变电阻R1接入电路中的阻值约为19900Ω，故R1选择D；而可变电阻R2应该选择与电流表内阻相差不多且可直接读出数值的，故选择A.

（2）因R2的并联，电路中总电流I′要大于R2并入前的总电流I，而表半偏，则I2>Ig＝

，因I2R2＝IgRg，所以R2

[答案]　

（1）D　A　F　

（2）小于

方法3　差值法

利用串联电路的分压原理和并联电路的分流原理，常见设计图如下图所示．

甲图中电压表内阻，RVx＝

（其中R0为电阻箱阻值）；图乙中电流表内阻RAx＝

·R1（R1为定值电阻阻值）；图丙中Rx＝

－

（U1、I1分别为S2断开时的电压、电流，U2、I2分别为S2闭合时的电压、电流）

[例3]　测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：

A．待测电压表（量程3V，内阻约3kΩ）

B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）

C．定值电阻（阻值5kΩ，额定电流0.5A）

D．电池组（电动势小于3V，内阻可忽略）

E．开关两只

F．导线若干

要求从图甲、乙电路中选择一个电路，利用这个电路完成测量．

（1）你选________（填甲或乙）电路，理由是________．

（2）实验中需要直接测量的物理量是________．电压表内阻的计算公式RV＝________.

（3）把图丙中所示各器材的实物图连成你所选的实验电路．

[解析]　

（1）若用图甲，因实际电流小于1mA，量程为3A的电流表根本无法测量；而乙中电压表的内阻与电阻R的阻值相当，电池内阻又可忽略，故可用分压原理求，且尽可能减小测量误差．

（2）闭合S1、S2，记下U1，即为电源电动势，再断开S2，记下U2，则R上电压为U1－U2，由分压原理可得RV＝

R.

（3）连线时，可先将S2与R并联后再与其他电器串联．

[答案]　

（1）乙　原因见解析　

（2）见解析　（3）如图