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2019-2020学年度高三物理实验专题复习
实验十一　练习使用多用电表（原卷版）
1.欧姆表实验原理
　　欧姆表的外部构造如图甲所示,内部结构如图乙所示。是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表(表头),R是可变电阻,也叫调零电阻,电池的电动势是E,内阻是r。欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律。

甲　　　　　　　　　　　　　　乙

　　红、黑表笔接触时,相当于被测电阻Rx=0,如图丙所示,调节R使电流表达到满偏,此时满足关系Ig=,这一过程叫欧姆调零,所以电流满刻度处是电阻挡的零点。
红、黑表笔不接触时,相当于被测电阻Rx=∞,如图丁所示,此时电流为零,所以电流的零刻度位置是电阻挡的∞。
红、黑表笔接触电阻Rx时,如图戊所示,通过电流表的电流Ix=,所以电流的Ix处对应电阻挡的Rx值。
注意:Rx=R+Rg+r时Ix=,指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻。
2.实验器材
　　多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
3.实验步骤
　　(1)在用多用电表的欧姆挡进行测量的过程中,需要先进行欧姆调零再进行测量,具体的过程用流程图可表示为:
　

(2)探索黑箱内的电学元件
探究项目 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 欧姆挡 指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
电感线圈 欧姆挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
(3)测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。

②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
4.注意事项
　　(1)红进黑出:表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔。无论用多用电表测电压、电流还是电阻(结合内部结构图看),电流都要经红表笔(正插孔)流入多用电表,从黑表笔流出。可以简记为“红进黑出”。
(2)区分两个“零点”:机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是定位螺丝;欧姆零点是刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
(3)测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件串联。
(4)勿忘欧姆调零:测电阻时,要选择合适的挡位,使指针分布在“中值”附近。每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。
(5)使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆。
(6)测量电阻时,待测电阻要与其他元件及电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
(7)多用电表使用完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出。
【典例1】在“练习使用多用电表”的实验中,某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值为十几千欧的电阻Rx。
(1)该同学列出了以下可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上:　　　　。?
A.将两表笔短接,调节P使表针指向欧姆零点,断开两表笔
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
C.旋转S至×1k位置
D.旋转S至×100位置
E.旋转S至OFF位置,并拔出两表笔
(2)该同学按正确的步骤测量Rx,表针位置如图所示,被测电阻Rx的阻值约为　　　　Ω。?

【针对训练1】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60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω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　　　　(选填“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。?

(3)欧姆表刻度上中间刻度值为15,计算得到多用电表内电池的电动势为　　　　V(结果保留3位有效数字)。?
(4)若将两表笔短接,流过多用电表的电流为　　　mA(结果保留3位有效数字)。?
附：电表的改装
　　小量程的电流表(表头)由于构造特点,其满偏电流(Ig)、满偏电压(Ug)都很小,无法直接测量较大的电流、电压,为此必须进行电表改装,扩大量程,常用的电流表、电压表、欧姆表及多用电表等都是用电流表改装而成的。
　　1.电流表改装成大量程电流表

实验原理 电流表改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻,如图所示,如果电流表内阻为Rg、满偏电流为Ig,根据欧姆定律和并联电路特点,改装后的电流表量程I=Ig+。显然,并联电阻R越小,量程越大
方法突破 (1)分流电阻的计算:根据并联电路的特点,有IgRg=(I-Ig)R,解得R=(2)改装后电流表的内阻RA=,但表头内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,并联的电阻R起到分流的作用,扩大了量程,表盘刻度相应扩大

　　2.电流表改装成电压表

实验原理 当表头显示某一电流值I时,其两端电压U=IRg,即内阻已知的电流表可作为电压表使用,但由于表头满偏电流Ig、内阻Rg都较小,则满偏电压Ug(Ug=IgRg)也较小。如果电流表串联一个阻值较大的电阻R,如图所示,那么A、B间的电压U=I(R+Rg)也较大,即改装后的电压表量程U=Ig(R+Rg)。显然,串联电阻R越大,量程越大
方法突破 (1)分压电阻的计算:由串联电路的特点知U=Ig(Rg+R),解得R=-Rg(2)电压表的内阻RV=Rg+R=nRg,但表头的内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,串联的电阻起到分压的作用,把表盘换成相应的电压刻度
　　3.电流表改装成欧姆表
实验原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的,欧姆表的工作原理如图所示,其中为灵敏电流表(表头),满偏电流为Ig,内阻为Rg,电源电动势为E,内阻为r,R为可变电阻,也叫调零电阻(1)当红、黑表笔不接触时,电流表示数为零,指针不偏转,相当于被测电阻无穷大(2)当红、黑表笔短接时,调节R使指针满偏,相当于被测电阻为零,此时有Ig=(3)当红、黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表的电流I=,每一个Rx对应一个电流,在刻度盘上标出与I对应的Rx的值,这样在刻度盘上就可以读出待测电阻的阻值,电流表就改装成了一个欧姆表
方法突破 欧姆表的刻度的标注方法
刻度 标注方法 标注位置
0 红、黑表笔相接,调节调零电阻使指针满偏,被测电阻Rx=0 满偏电流Ig处
∞ 红、黑表笔不接触,电流表指针不偏转,被测电阻Rx=∞ 电流为零处
中值电阻 R中=R内=Rg+R+r 刻度盘正中央
Rx 红、黑表笔间接电阻Rx,I=,Rx与I一一对应 与Rx对应的电流I处　　
注意:由I=知,I与Rx是非线性关系,故欧姆表的刻度是不均匀的

　　【典例2】图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。

甲　　　　　　　　　　　　　　　乙
(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA。由题给条件和数据,可以求出R1=　　　　Ω,R2=　　　　Ω。?
(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300 Ω和1000 Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 Ω和3000 Ω。则R0应选用阻值为　　　　Ω的电阻,R应选用最大阻值为　　　　Ω的滑动变阻器。?
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻。图乙中的R0为保护电阻,虚线框内未画出的电路为图甲虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱　　　　(选填“b”或“c”)相连。判断依据是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
　　【针对训练2】在把电流表改装成电压表的实验中,把量程Ig=300 μA,内阻约为100 Ω的电流表改装成电压表。

(1)采用如图甲所示的电路测电流表的内阻Rg,可选用器材有:
A.电阻箱:最大阻值为999.9 Ω
B.电阻箱:最大阻值为99999.9 Ω
C.滑动变阻器:最大阻值为200 Ω
D.滑动变阻器:最大阻值为2 kΩ
E.电源:电动势约为2 V,内阻很小
F.电源:电动势约为6 V,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　　　　。(选填器材的字母代号)?
(2)测电流表内阻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使电流表满偏;
c.闭合S2,调节可变电阻R2使电流表半偏,此时可以认为电流表的内阻Rg=R2。
设电流表内阻Rg的测量值为R测,真实值为R真,则R测　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)R真。?
(3)若测得Rg=105.0 Ω,现串联一个9895.0 Ω的电阻将它改装成电压表,用它来测量电压,电流表表盘指针位置如图乙所示,则此时所测量的电压的值应是　　　　V。?
【典例3】灵敏电流计的量程为500 μA,内阻未知,某小组要将该电流计的量程扩大至5 mA,有下列器材可选:
A.干电池一节
B.电压表(量程为1.5 V,内阻为几千欧)
C.滑动变阻器R1(0~100 Ω)
D.电阻箱R2(0~999.9 Ω)
E.开关、导线若干
(1)甲同学设计了如图甲所示的电路测电流计的内阻,判断是否可行并分析原因:　。?

(2)乙同学设计了如下实验:
①用如图乙所示电路测量电流计和电压表的内阻。
a.将R1滑片滑到左端,断开S2,闭合S1,调节R1,使电流计满偏,此时电压表的示数为1.0 V;
b.将R2调至最大,闭合S2,调节R1、R2,当电压表示数为1.2 V时,电流计的示数为300 μA,R2的阻值为18 Ω。
由以上数据可得电压表的内阻RV=　　　　Ω,电流计的内阻Rg=　　　　Ω。?
②用灵敏电流计和电阻箱改装电流表,请在虚线框内画出改装电路图,此时电阻箱的阻值应调为　　　　Ω。?
【针对训练3】某实验小组利用如图甲所示电路,可测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表,电流表,滑动变阻器,导线若干。


回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1”挡,再将红表笔和黑表笔短接进行欧姆调零。随后按图甲所示把多用电表、电流表、滑动变阻器连接起来,如果图甲中接线正确,那么与多用电表的a接线柱相接的是　　　　(选填“黑”或“红”)表笔。?
(2)调节滑动变阻器的滑片,从图甲所示位置向右滑动的过程中,电流表的示数　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。?
(3)调节滑动变阻器的过程中,某次欧姆表指针位置如图乙所示,示数为　　　　Ω,对应电流表的指针位置如图丙所示,示数为　　　　A。经过多次测量,将电流表示数的倒数和与之对应的欧姆表示数R描点作图,得到如图丁所示的图象,由此可得多用电表内电池的电动势为　　　　V,选择“×1”挡时内部电路的总电阻为　　　　Ω。(计算结果保留3位有效数字)?
【典例4】某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)。
(1)该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“10 V”挡位,指针的位置如图甲所示,则测量结果为　　　　V。?


(2)学习小组随后便对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻阻值的电路如图乙所示,通过查找资料,了解到表头的满偏电流为10 mA,并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图象如图丙所示,由此可确定电池的电动势E=　　　　V,该图象的函数关系式为I=　　　　。综上可判定学习小组使用了多用电表倍率的　　　　欧姆挡。?
　　　　　　　A.×1 B.×10 C.×100 D.×1 k
































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2019-2020学年度高三物理实验专题复习
实验十一　练习使用多用电表（解析版）
1.欧姆表实验原理
　　欧姆表的外部构造如图甲所示,内部结构如图乙所示。是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表(表头),R是可变电阻,也叫调零电阻,电池的电动势是E,内阻是r。欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律。

甲　　　　　　　　　　　　　　乙

　　红、黑表笔接触时,相当于被测电阻Rx=0,如图丙所示,调节R使电流表达到满偏,此时满足关系Ig=,这一过程叫欧姆调零,所以电流满刻度处是电阻挡的零点。
红、黑表笔不接触时,相当于被测电阻Rx=∞,如图丁所示,此时电流为零,所以电流的零刻度位置是电阻挡的∞。
红、黑表笔接触电阻Rx时,如图戊所示,通过电流表的电流Ix=,所以电流的Ix处对应电阻挡的Rx值。
注意:Rx=R+Rg+r时Ix=,指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻。
2.实验器材
　　多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
3.实验步骤
　　(1)在用多用电表的欧姆挡进行测量的过程中,需要先进行欧姆调零再进行测量,具体的过程用流程图可表示为:
　

(2)探索黑箱内的电学元件
探究项目 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 欧姆挡 指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
电感线圈 欧姆挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
(3)测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。

②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
4.注意事项
　　(1)红进黑出:表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔。无论用多用电表测电压、电流还是电阻(结合内部结构图看),电流都要经红表笔(正插孔)流入多用电表,从黑表笔流出。可以简记为“红进黑出”。
(2)区分两个“零点”:机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是定位螺丝;欧姆零点是刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。
(3)测电压时,多用电表应与被测元件并联;测电流时,多用电表应与被测元件串联。
(4)勿忘欧姆调零:测电阻时,要选择合适的挡位,使指针分布在“中值”附近。每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。
(5)使用多用电表时,手不能接触测试笔的金属杆。
(6)测量电阻时,待测电阻要与其他元件及电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
(7)多用电表使用完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。如果长期不用欧姆表,应把表内电池取出。
【典例1】在“练习使用多用电表”的实验中,某同学用多用电表的欧姆挡测量阻值为十几千欧的电阻Rx。
(1)该同学列出了以下可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上:　　　　。?
A.将两表笔短接,调节P使表针指向欧姆零点,断开两表笔
B.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
C.旋转S至×1k位置
D.旋转S至×100位置
E.旋转S至OFF位置,并拔出两表笔
(2)该同学按正确的步骤测量Rx,表针位置如图所示,被测电阻Rx的阻值约为　　　　Ω。?

【答案】(1)CABE　(2)1.4×104
【针对训练1】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60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω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　　　　(选填“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。?

(3)欧姆表刻度上中间刻度值为15,计算得到多用电表内电池的电动势为　　　　V(结果保留3位有效数字)。?
(4)若将两表笔短接,流过多用电表的电流为　　　mA(结果保留3位有效数字)。?
【解析】(1)根据多用电表“红进黑出”的一般原则有,电流从红表笔进入多用电表,从黑表笔流出多用电表,由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极,故电流经过多用电表从a表笔流出,即a表笔为多用电表的黑表笔。
(2)欧姆表读数为R=14 Ω;电流表读数为I=53.0 mA;电阻箱读数为4×1 Ω+6×0.1 Ω=4.6 Ω。
(3)欧姆表的内阻r=R中=15 Ω,由欧姆定律得E=I(R+r)≈1.54 V。
(4)两表笔短接,则I0=≈102 mA。
【答案】(1)黑　(2)14　53.0　4.6　(3)1.54　(4)102
附：电表的改装
　　小量程的电流表(表头)由于构造特点,其满偏电流(Ig)、满偏电压(Ug)都很小,无法直接测量较大的电流、电压,为此必须进行电表改装,扩大量程,常用的电流表、电压表、欧姆表及多用电表等都是用电流表改装而成的。
　　1.电流表改装成大量程电流表

实验原理 电流表改装成大量程电流表需要并联一个阻值较小的电阻,如图所示,如果电流表内阻为Rg、满偏电流为Ig,根据欧姆定律和并联电路特点,改装后的电流表量程I=Ig+。显然,并联电阻R越小,量程越大
方法突破 (1)分流电阻的计算:根据并联电路的特点,有IgRg=(I-Ig)R,解得R=(2)改装后电流表的内阻RA=,但表头内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,并联的电阻R起到分流的作用,扩大了量程,表盘刻度相应扩大

　　2.电流表改装成电压表

实验原理 当表头显示某一电流值I时,其两端电压U=IRg,即内阻已知的电流表可作为电压表使用,但由于表头满偏电流Ig、内阻Rg都较小,则满偏电压Ug(Ug=IgRg)也较小。如果电流表串联一个阻值较大的电阻R,如图所示,那么A、B间的电压U=I(R+Rg)也较大,即改装后的电压表量程U=Ig(R+Rg)。显然,串联电阻R越大,量程越大
方法突破 (1)分压电阻的计算:由串联电路的特点知U=Ig(Rg+R),解得R=-Rg(2)电压表的内阻RV=Rg+R=nRg,但表头的内阻Rg、表头的满偏电流Ig没有变,只是改装后,串联的电阻起到分压的作用,把表盘换成相应的电压刻度
　　3.电流表改装成欧姆表
实验原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的,欧姆表的工作原理如图所示,其中为灵敏电流表(表头),满偏电流为Ig,内阻为Rg,电源电动势为E,内阻为r,R为可变电阻,也叫调零电阻(1)当红、黑表笔不接触时,电流表示数为零,指针不偏转,相当于被测电阻无穷大(2)当红、黑表笔短接时,调节R使指针满偏,相当于被测电阻为零,此时有Ig=(3)当红、黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表的电流I=,每一个Rx对应一个电流,在刻度盘上标出与I对应的Rx的值,这样在刻度盘上就可以读出待测电阻的阻值,电流表就改装成了一个欧姆表
方法突破 欧姆表的刻度的标注方法
刻度 标注方法 标注位置
0 红、黑表笔相接,调节调零电阻使指针满偏,被测电阻Rx=0 满偏电流Ig处
∞ 红、黑表笔不接触,电流表指针不偏转,被测电阻Rx=∞ 电流为零处
中值电阻 R中=R内=Rg+R+r 刻度盘正中央
Rx 红、黑表笔间接电阻Rx,I=,Rx与I一一对应 与Rx对应的电流I处　　
注意:由I=知,I与Rx是非线性关系,故欧姆表的刻度是不均匀的

　　【典例2】图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。

甲　　　　　　　　　　　　　　　乙
(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA。由题给条件和数据,可以求出R1=　　　　Ω,R2=　　　　Ω。?
(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300 Ω和1000 Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 Ω和3000 Ω。则R0应选用阻值为　　　　Ω的电阻,R应选用最大阻值为　　　　Ω的滑动变阻器。?
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图乙的电路可以判断出损坏的电阻。图乙中的R0为保护电阻,虚线框内未画出的电路为图甲虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱　　　　(选填“b”或“c”)相连。判断依据是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
【解析】(1)设使用a和b两接线柱时,电表量程为I1,使用a和c两接线柱时,电表量程为I2,则
使用a和b时有+Ig=I1
使用a和c时有+Ig=I2
得R1=15 Ω,R2=35 Ω。
(2)校准时电路中的总电阻的最小值R小= Ω=500 Ω,总电阻的最大值R大= Ω=3000 Ω,故R0选300 Ω的电阻,R选用最大阻值为3000 Ω的滑动变阻器。
(3)d接b时,R1和R2串联,不论是R1还是R2损坏,电表都有示数且示数相同,故应将d接c。根据d接c时的电路连接情况可知:闭合开关,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2。
【答案】(1)15　35
(2)300　3000
(3)c　闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2
　　【针对训练2】在把电流表改装成电压表的实验中,把量程Ig=300 μA,内阻约为100 Ω的电流表改装成电压表。

(1)采用如图甲所示的电路测电流表的内阻Rg,可选用器材有:
A.电阻箱:最大阻值为999.9 Ω
B.电阻箱:最大阻值为99999.9 Ω
C.滑动变阻器:最大阻值为200 Ω
D.滑动变阻器:最大阻值为2 kΩ
E.电源:电动势约为2 V,内阻很小
F.电源:电动势约为6 V,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　　　　。(选填器材的字母代号)?
(2)测电流表内阻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使电流表满偏;
c.闭合S2,调节可变电阻R2使电流表半偏,此时可以认为电流表的内阻Rg=R2。
设电流表内阻Rg的测量值为R测,真实值为R真,则R测　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)R真。?
(3)若测得Rg=105.0 Ω,现串联一个9895.0 Ω的电阻将它改装成电压表,用它来测量电压,电流表表盘指针位置如图乙所示,则此时所测量的电压的值应是　　　　V。?
【解析】(1)利用半偏法测量电流表的内阻,要保证总电流基本不变,则R1的阻值远大于R2的阻值,电动势选择大一些的,故可变电阻R1应该选择B;可变电阻R2应该选择A;电源E应该选择F。
(2)由于并联R2后,总电阻减小,则总电流增大,所以通过R2的实际电流大于通过电流表的电流,则R2的阻值小于电流表的阻值,所以电流表R测(3)由图乙知电流表示数I=230 μA,根据欧姆定律得U=I(Rg+R)=2.30 V。
【答案】(1)B　A　F　(2)小于　(3)2.30
【典例3】灵敏电流计的量程为500 μA,内阻未知,某小组要将该电流计的量程扩大至5 mA,有下列器材可选:
A.干电池一节
B.电压表(量程为1.5 V,内阻为几千欧)
C.滑动变阻器R1(0~100 Ω)
D.电阻箱R2(0~999.9 Ω)
E.开关、导线若干
(1)甲同学设计了如图甲所示的电路测电流计的内阻,判断是否可行并分析原因:　。?

(2)乙同学设计了如下实验:
①用如图乙所示电路测量电流计和电压表的内阻。
a.将R1滑片滑到左端,断开S2,闭合S1,调节R1,使电流计满偏,此时电压表的示数为1.0 V;
b.将R2调至最大,闭合S2,调节R1、R2,当电压表示数为1.2 V时,电流计的示数为300 μA,R2的阻值为18 Ω。
由以上数据可得电压表的内阻RV=　　　　Ω,电流计的内阻Rg=　　　　Ω。?
②用灵敏电流计和电阻箱改装电流表,请在虚线框内画出改装电路图,此时电阻箱的阻值应调为　　　　Ω。?
【解析】(1)甲同学设计的电路图中,电流计与电阻箱串联,不考虑电流计内阻,最小电流Imin== A≈1.5×10-3 A=1500 μA,电流计内阻较小,约为几十欧姆或几欧姆,考虑电流计内阻时,电路最小电流也远大于500 μA,电路最小电流超过了电流计量程,则应用图甲所示电路测电流计内阻不可行。
(2)①由实验步骤a可知:U=IgRV
由实验步骤b可知:U'=IRV=(I'+IR2)RV=RV
解得RV=2000 Ω,Rg=18 Ω。
②把灵敏电流计改装成量程为5 mA的电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值R==2 Ω,改装后的电路图如图丙所示。

丙
　　【答案】(1)不可行,流过电流计的最小电流超过了其量程
(2)①2000　18　②电路图如图丙所示　2
【针对训练3】某实验小组利用如图甲所示电路,可测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表,电流表,滑动变阻器,导线若干。


回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1”挡,再将红表笔和黑表笔短接进行欧姆调零。随后按图甲所示把多用电表、电流表、滑动变阻器连接起来,如果图甲中接线正确,那么与多用电表的a接线柱相接的是　　　　(选填“黑”或“红”)表笔。?
(2)调节滑动变阻器的滑片,从图甲所示位置向右滑动的过程中,电流表的示数　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。?
(3)调节滑动变阻器的过程中,某次欧姆表指针位置如图乙所示,示数为　　　　Ω,对应电流表的指针位置如图丙所示,示数为　　　　A。经过多次测量,将电流表示数的倒数和与之对应的欧姆表示数R描点作图,得到如图丁所示的图象,由此可得多用电表内电池的电动势为　　　　V,选择“×1”挡时内部电路的总电阻为　　　　Ω。(计算结果保留3位有效数字)?
【解析】(1)红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,电流从电流表正接线柱流入,由图甲所示电路图可知,与多用电表的a接线柱相接的是黑表笔。
(2)调节滑动变阻器的滑片,从图甲所示位置向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流增大,电流表的示数增大。
(3)由图乙可知,欧姆表示数为32.0×1 Ω=32.0 Ω;由图丙所示电流表表盘可知,其量程为0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.200 A。电源电动势E=I(R+R内),则=R+,则-R图象的斜率k===,电源电动势E=9.60 V,由图丁图象可知,当=0时,R=-16.0 Ω,即×(-16)+=0,解得R内=16.0 Ω
【答案】(1)黑　(2)增大　(3)32.0　0.200　9.60　16.0
【典例4】某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)。
(1)该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“10 V”挡位,指针的位置如图甲所示,则测量结果为　　　　V。?


(2)学习小组随后便对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻阻值的电路如图乙所示,通过查找资料,了解到表头的满偏电流为10 mA,并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx的关系图象如图丙所示,由此可确定电池的电动势E=　　　　V,该图象的函数关系式为I=　　　　。综上可判定学习小组使用了多用电表倍率的　　　　欧姆挡。?
　　　　　　　A.×1 B.×10 C.×100 D.×1 k
【解析】(1)若用多用电表直流10 V挡测量电压,其分度值为0.2 V,对应读数是4.60 V。
(2)对题图乙所示的电路由欧姆定律有I=,当欧姆调零时,Rx=0。
I==10.0 mA;而指针指向中值电阻时,R滑+rg+r=Rx=150 Ω,则I1==5.0 mA,故E=1.5 V;故电流的表达式为I=;由欧姆表的内阻为150 Ω,可知选择的是×10的倍率。
【答案】(1)4.60　(2)1.5　　B



















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