高考物理壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練多用電表的原理和使用(原卷含解析)(高考實(shí)驗(yàn))_第1頁(yè)
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PAGE實(shí)驗(yàn)15多用電表的原理和使用目錄01新高考命題熱點(diǎn)02核心考點(diǎn)綜述1)多用電表結(jié)構(gòu)①表頭②測(cè)量電路③選擇開(kāi)關(guān)2)測(cè)量原理①電流測(cè)量原理②電壓測(cè)量原理③電阻測(cè)量原理3)使用方法①機(jī)械調(diào)零②選擇量程③歐姆調(diào)零④測(cè)量讀數(shù)⑤使用完畢03典型真題精練04創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)新考法1)多用電表在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2)基于多用電表的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新3)利用多用電表檢測(cè)電容4)用多用電表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻5)利用多用電表進(jìn)行故障分析05分層強(qiáng)化訓(xùn)練1.實(shí)際電路故障檢測(cè)情境:新高考常設(shè)置實(shí)際電路故障排查場(chǎng)景,要求學(xué)生運(yùn)用多用電表進(jìn)行檢測(cè)。比如給出一個(gè)包含多個(gè)用電器、開(kāi)關(guān)、電阻的復(fù)雜電路,部分電路出現(xiàn)故障(如斷路、短路),學(xué)生需依據(jù)多用電表不同功能(測(cè)電壓、測(cè)電阻等),合理選擇擋位,通過(guò)測(cè)量判斷故障位置與類型,考查學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題及知識(shí)遷移運(yùn)用能力。?2.與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合:隨著電子技術(shù)發(fā)展,新高考可能結(jié)合新型電子元件考查多用電表使用。例如在探究新型半導(dǎo)體材料特性實(shí)驗(yàn)中,利用多用電表測(cè)量其在不同條件下的電阻、電壓等參數(shù),研究材料電學(xué)性能變化,要求學(xué)生理解多用電表在新型材料研究中的應(yīng)用及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析處理。?3.數(shù)據(jù)處理與誤差分析:重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)多用電表測(cè)量數(shù)據(jù)的處理能力及誤差來(lái)源分析。如讓學(xué)生根據(jù)多組測(cè)量數(shù)據(jù)繪制函數(shù)圖像,分析測(cè)量結(jié)果與理論值差異,判斷誤差類型(系統(tǒng)誤差、偶然誤差),探討減小誤差的方法,考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析能力。一、多用電表結(jié)構(gòu)?1.表頭:作為多用電表的核心組件,表頭通常采用靈敏電流計(jì)。其工作原理基于通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度與通過(guò)線圈的電流大小成正比。表頭滿偏電流Ig指的是表頭指針恰好偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)通過(guò)表頭的電流值,該值越小,表頭越靈敏。例如,常見(jiàn)的表頭滿偏電流可能為幾十微安到幾毫安不等。表頭內(nèi)阻Rg是線圈的電阻,它也是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),在后續(xù)測(cè)量電路的設(shè)計(jì)以及測(cè)量原理的推導(dǎo)中都起著重要作用。一般可通過(guò)半偏法等實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量表頭內(nèi)阻。?2.測(cè)量電路:這是一個(gè)由多個(gè)電阻、二極管等元件構(gòu)建而成的復(fù)雜電路網(wǎng)絡(luò),其精妙之處在于能夠?qū)崿F(xiàn)多用電表不同測(cè)量功能的轉(zhuǎn)換。?3.選擇開(kāi)關(guān):選擇開(kāi)關(guān)猶如多用電表的“指揮中樞”,通過(guò)旋轉(zhuǎn)它,能夠便捷地切換不同測(cè)量功能和量程。當(dāng)旋至電流擋的不同位置時(shí),對(duì)應(yīng)著不同的電流測(cè)量量程。在電阻擋,不同的倍率擋位意味著與內(nèi)部不同阻值的電阻組合接入電路,以適應(yīng)從幾歐到幾十千歐甚至更大范圍電阻的測(cè)量。?

二、測(cè)量原理?1.電流測(cè)量原理:當(dāng)選擇電流測(cè)量功能,多用電表內(nèi)部電路與被測(cè)電路串聯(lián)成為一個(gè)完整回路。大部分電流通過(guò)分流電阻流入分流支路,僅有一小部分電流通過(guò)表頭,從而確保表頭通過(guò)的電流在其安全量程范圍內(nèi)。以將表頭量程擴(kuò)大n倍為例,設(shè)原表頭滿偏電流為Ig,內(nèi)阻為Rg,擴(kuò)大后的量程為I=nIg。根據(jù)并聯(lián)電路電流分配關(guān)系,IgRg?=(nIg?Ig)Rs,整理可得分流電阻。實(shí)際操作中,多用電表內(nèi)部集成了多個(gè)不同阻值的分流電阻,通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)切換不同的分流電阻接入電路,實(shí)現(xiàn)不同量程的電流測(cè)量,如下圖中選擇開(kāi)關(guān)置1時(shí),為電流表大量程,置2時(shí)為電流表小量程。?2.電壓測(cè)量原理:測(cè)量電壓時(shí),多用電表與被測(cè)電路并聯(lián),表頭與串聯(lián)的分壓電阻共同分擔(dān)被測(cè)電壓。由于表頭指針的偏轉(zhuǎn)是由通過(guò)表頭的電流驅(qū)動(dòng),而根據(jù)歐姆定律,通過(guò)表頭的電流與被測(cè)電壓成正比。假設(shè)將表頭量程從Ug=IgRg擴(kuò)大到nUg,在串聯(lián)電路中,電流處處相等,即,由此可計(jì)算出分壓電阻Rv=(n?1)Rg。多用電表通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)切換不同阻值的分壓電阻,實(shí)現(xiàn)不同電壓量程的測(cè)量,如上圖中選擇開(kāi)關(guān)置于5時(shí)為電壓表的小量程,置于6時(shí)為電壓表的大量程。3.電阻測(cè)量原理:在測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部電源、可變電阻(用于歐姆調(diào)零)、表頭與被測(cè)電阻構(gòu)成閉合回路。根據(jù)歐姆定律,式中E為多用電表內(nèi)置電源電動(dòng)勢(shì),RΩ是由表頭內(nèi)阻Rg、串聯(lián)的固定電阻以及調(diào)零電阻組成的等效內(nèi)阻,Rx為被測(cè)電阻。測(cè)量前,先將紅、黑表筆短接(即Rx=0),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻使表頭指針滿偏,此時(shí)回路電流,RΩ?被確定為一個(gè)定值。測(cè)量時(shí),隨著被測(cè)電阻Rx的接入,回路電流I發(fā)生變化,表頭指針偏轉(zhuǎn)角度改變,通過(guò)事先校準(zhǔn)好的電阻刻度盤(pán),就可以根據(jù)指針位置讀出被測(cè)電阻Rx的值。例如,當(dāng)指針指在刻度盤(pán)中間位置時(shí),此時(shí)Rx=RΩ?,該位置對(duì)應(yīng)的電阻值稱為中值電阻。?三、使用方法?1.機(jī)械調(diào)零:在使用多用電表之前,首先要觀察表頭指針是否準(zhǔn)確指在表盤(pán)刻度的零位。若指針偏離零刻度線,可使用螺絲刀輕輕調(diào)節(jié)表頭下方的機(jī)械調(diào)零旋鈕,使指針精確指零。這一步驟的重要性在于確保表頭測(cè)量的初始準(zhǔn)確性,為后續(xù)的各種測(cè)量奠定基礎(chǔ)。?2.選擇量程:依據(jù)被測(cè)物理量的類型(是電流、電壓還是電阻)以及對(duì)其大小的估計(jì)值,謹(jǐn)慎選擇合適的測(cè)量功能和量程。?(1)電壓測(cè)量量程選擇:如果估計(jì)被測(cè)電壓為幾伏,例如3V左右,應(yīng)優(yōu)先選擇0?10V量程,這樣既能保證測(cè)量值在量程范圍內(nèi),又能獲得較高的測(cè)量精度。若選擇量程過(guò)大,如0?50V量程,測(cè)量3V電壓時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,讀數(shù)誤差較大;若選擇量程過(guò)小,可能會(huì)損壞電表。?(2)電阻測(cè)量量程選擇:若估計(jì)被測(cè)電阻為幾百歐,比如300Ω左右,應(yīng)選擇R×10倍率的電阻擋。選擇合適倍率的目的是使測(cè)量時(shí)指針盡量指在刻度盤(pán)的中間位置附近,因?yàn)樵谠搮^(qū)域,刻度分布相對(duì)均勻,測(cè)量精度較高。若指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,說(shuō)明所選倍率過(guò)大,應(yīng)換用較小倍率擋;若指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,則需換用較大倍率擋。?3.歐姆調(diào)零:在進(jìn)行電阻測(cè)量之前,務(wù)必將紅、黑表筆短接,此時(shí)相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx=0。然后調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,改變多用電表內(nèi)部可變電阻的阻值,使表頭指針恰好指在電阻刻度盤(pán)的零位。需要特別注意的是,每更換一次電阻擋的倍率,都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。這是因?yàn)椴煌堵氏拢嘤秒姳韮?nèi)部的等效內(nèi)阻RΩ發(fā)生了變化,只有重新調(diào)零,才能保證測(cè)量電阻時(shí)的準(zhǔn)確性。?4.測(cè)量讀數(shù):測(cè)量時(shí),務(wù)必將表筆正確接入被測(cè)電路。?(1)電流測(cè)量連接:測(cè)量電流時(shí),多用電表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián),紅表筆接電流流入端,黑表筆接電流流出端。例如,在測(cè)量一個(gè)簡(jiǎn)單串聯(lián)電路中的電流時(shí),將多用電表串聯(lián)在電路中,確保電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。?(2)電壓測(cè)量連接:測(cè)量電壓時(shí),多用電表與被測(cè)電路并聯(lián),紅表筆接高電位端,黑表筆接低電位端。比如測(cè)量一個(gè)電阻兩端的電壓,將紅表筆接電阻的高電位端,黑表筆接低電位端。?(3)電阻測(cè)量連接:測(cè)量電阻時(shí),將被測(cè)電阻與其他電路元件斷開(kāi),單獨(dú)連接到多用電表的紅、黑表筆之間。(4)讀數(shù):讀取表頭指針示數(shù)時(shí),要根據(jù)所選量程和擋位進(jìn)行換算。以電壓擋為例,若量程為0?10V,表盤(pán)刻度共50小格,指針指在第20小格,則讀數(shù)為;對(duì)于電阻擋,若選擇×100倍率,指針示數(shù)為15,則被測(cè)電阻阻值為15×100=1500Ω。?5.使用完畢:測(cè)量工作結(jié)束后,為保護(hù)多用電表,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至交流電壓最高擋或“OFF”擋。旋至交流電壓最高擋,可防止在下次使用時(shí),因誤操作直接測(cè)量較大電壓而損壞電表;置于“OFF”擋則直接切斷電表內(nèi)部電路,避免電池漏電等情況,延長(zhǎng)電表使用壽命?!纠?】(2024·河北·高考真題)某種花卉喜光,但陽(yáng)光太強(qiáng)時(shí)易受損傷。某興趣小組決定制作簡(jiǎn)易光強(qiáng)報(bào)警器,以便在光照過(guò)強(qiáng)時(shí)提醒花農(nóng)。該實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下:學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值)、白熾燈、可調(diào)電阻、發(fā)光二極管、光敏電阻型三極管、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線等。(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測(cè)量二極管的電阻。如圖1所示,當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時(shí),多用電表指針位于表盤(pán)中a位置(見(jiàn)圖2);對(duì)調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤(pán)中b位置(見(jiàn)圖(2),由此判斷M端為二極管的(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),部分實(shí)物連接已完成。要求閉合開(kāi)關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開(kāi)始。導(dǎo)線和的另一端應(yīng)分別連接滑動(dòng)變阻器的、、接線柱(以上三空選填接線柱標(biāo)號(hào)“A”“B”“C”或“D”)。②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線,圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對(duì)應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知,光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而(填“增大”或“減小”)。(3)組裝光強(qiáng)報(bào)警器電路并測(cè)試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度后,三極管被導(dǎo)通)等元件設(shè)計(jì)的電路。組裝好光強(qiáng)報(bào)警器后,在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報(bào)警值時(shí),發(fā)光二極管并不發(fā)光,為使報(bào)警器正常工作,應(yīng)(填“增大”或“減小”)可調(diào)電阻的阻值,直至發(fā)光二極管發(fā)光?!纠?】(2023·湖南·高考真題)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置,其電路如圖(a)所示,為電阻箱,為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器,間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無(wú)窮大).(1)先用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值,示數(shù)如圖(b)所示,對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是;(2)適當(dāng)調(diào)節(jié),使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí),的阻值為(用表示);(3)依次將的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大?。x出電壓傳感器示數(shù),所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:次數(shù)123456砝碼質(zhì)量0.00.51.01.52.02.5電壓057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn),繪制關(guān)系圖線;(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用.在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力,電壓傳感器示數(shù)為,則大小是(重力加速度取,保留2位有效數(shù)字);(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測(cè)量間電壓,在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力,此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為,則(填“>”“=”或“<”).【例3】(2022·河北·高考真題)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲,設(shè)計(jì)電路如圖1所示。選用的器材有:限溫開(kāi)關(guān)S1(手動(dòng)將其按下,開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯,當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),之后不能自動(dòng)閉合);保溫開(kāi)關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合);電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖2所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60Ω,用于加熱煮飯);限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ);指示燈L1和L2(2.5V,0.6W,當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅);保險(xiǎn)絲T。(1)按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路,下列說(shuō)法正確的是(多選)。A.按下S1,L1和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí),S1自動(dòng)斷開(kāi),L1和L2均發(fā)光C.保溫過(guò)程中,S2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí),S2自動(dòng)閉合,L1發(fā)光,L2熄滅(2)簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后,試用時(shí)L1始終不亮,但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下,斷開(kāi)電源,使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是(填寫(xiě)各步驟前的字母)。A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指針指向歐姆零點(diǎn)C.調(diào)整“指針定位螺絲”,使指針指到零刻度D.測(cè)量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋操作時(shí),將多用電表兩表筆與L1兩端接觸,若指針如圖3所示,可判斷是斷路損壞;若指針如圖4所示,可判斷是斷路損壞。(用電路中的元件符號(hào)表示)【變式1】多用電表在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用1.(2025·貴州貴陽(yáng)·一模)某實(shí)驗(yàn)興趣小組為研究光敏電阻的阻值隨光的照度(表示光的強(qiáng)弱,單位為“”)的變化規(guī)律,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):(1)先用多用電表的歐姆擋預(yù)判光敏電阻的阻值隨照度的變化趨勢(shì)。選擇適當(dāng)倍率的歐姆擋,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)(選填“機(jī)械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”)旋鈕,使指針指向右邊“0Ω”處。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)照度越大,多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大,由此可判斷光敏電阻的阻值隨照度的增加而。(選填“增大”或“減小”)(2)為了精確測(cè)量一定照度下此光敏電阻的阻值,按圖1連接好電路進(jìn)行測(cè)量。請(qǐng)把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到端(選填“a”或“b”)。②將電阻箱調(diào)為某一阻值,開(kāi)關(guān)合向1,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,記錄電壓表、電流表的示數(shù)。③用一定照度的光源對(duì)準(zhǔn)光敏電阻的透光口,保持不變,將開(kāi)關(guān)由“1”撥到“2”,調(diào)節(jié)R,記錄電壓表、電流表的示數(shù),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。④由此測(cè)得在該照度條件下,光敏電阻的阻值。(用表示)(3)用上述方法,該小組繼續(xù)測(cè)得多組不同照度下該光敏電阻的阻值,并描繪出其阻值隨照度的變化曲線,如圖2所示:(4)請(qǐng)你結(jié)合圖2,利用該光敏電阻、一個(gè)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))、定值電阻(,,限選其中之一)、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路,給如圖3所示的照明系統(tǒng)1、2兩端提供電壓。要求當(dāng)照度降低至,1、2兩端電壓上升至2V時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。在圖3虛線框內(nèi)補(bǔ)充完成電路原理圖(在圖中標(biāo)出所選器材的符號(hào),不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)。【變式2】基于多用電表的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新2.(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))如圖甲為物理興趣小組設(shè)計(jì)的多用電表的電路原理圖。其中表頭G的內(nèi)阻、滿偏電流mA,Ω。該多用電表表盤(pán)如圖乙所示,下排刻度均勻,上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值還沒(méi)有及時(shí)標(biāo)出。(1)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“1”時(shí),為電流擋,電流擋的量程為mA。(2)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí),為電壓擋,若電壓擋的量程為15V,則Ω。(3)該興趣小組在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,利用組裝好的多用電表設(shè)計(jì)了如下從“?!钡健皽y(cè)”的實(shí)驗(yàn):①將選擇開(kāi)關(guān)接“2”,紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)的阻值使電表指針滿偏;②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤(pán)正中央位置,此時(shí)電阻箱如圖丙所示,則多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)V;③用待測(cè)電阻代替電阻箱接入兩表筆之間,表盤(pán)指針指在圖乙所示位置,則計(jì)算可知待測(cè)電阻Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。【變式3】利用多用電表檢測(cè)電容3.利用放電法可以測(cè)量電容器的電容,讓充電后的電容器通過(guò)大電阻R放電,電流傳感器A與計(jì)算機(jī)連接(未畫(huà)出),記錄放電電流隨時(shí)間變化的圖像,可用系統(tǒng)軟件計(jì)算出電容器的帶電量Q,Q與充電電壓U的比值即為電容器的電容C。(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先判斷電容器的好壞:使用多用表的歐姆擋進(jìn)行測(cè)量,把調(diào)零后的多用電表的紅黑表筆分別接觸電容器的兩極板,觀察到多用表指針先向右偏轉(zhuǎn)較大角度,后又逐漸返回到起始位置,此現(xiàn)象說(shuō)明電容器是(填“好”或“壞”)的;(2)圖甲、圖乙為測(cè)量電容的兩種電路原理圖,學(xué)生電源應(yīng)采用(填“直流”或“交流”)電源,先使開(kāi)關(guān)S與1端相連,充電結(jié)束后,讀出電壓表的示數(shù);然后把開(kāi)關(guān)S與2端相連,測(cè)量出電容器的帶電量Q,為了減小誤差,在甲、乙兩圖中,應(yīng)選圖為測(cè)量電路。(3)某同學(xué)選擇了正確的實(shí)驗(yàn)電路圖,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作獲得如圖丙所示的多組數(shù)據(jù),其中第4組數(shù)據(jù)的Q未記錄,但計(jì)算機(jī)顯示了這次測(cè)量的I-t圖像如圖丁所示,由此可估算出Q=,請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),在戊圖中作出Q-U圖像,并由圖像可得該電容器的電容是F。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))組別測(cè)量值123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/×10-3C0.861.091.221.932.15【變式4】用多用電表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻4.某興趣小組測(cè)量一塊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)先用多用表的“”電壓擋粗測(cè)電動(dòng)勢(shì),指針位置如圖甲所示,讀數(shù)為V。(2)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電流表(量程,),電流表(量程,),定值電阻(),定值電阻(),滑動(dòng)變阻器(,),,待測(cè)電池,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線。為了盡可能精確測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,小組設(shè)計(jì)圖乙所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn);①實(shí)驗(yàn)時(shí),需先將電流表(填“”或“”)與定值電阻串聯(lián)后改裝為電壓表,圖乙中定值電阻應(yīng)選(填“”或“”);②實(shí)驗(yàn)測(cè)得多組電流表的示數(shù)和電流表的示數(shù),繪制出圖像如圖丙所示,依據(jù)圖像可得電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)阻為。(結(jié)果均保留一位小數(shù))【變式5】利用多用電表進(jìn)行故障分析5.某物理興趣小組準(zhǔn)備探究某種元件Q(4V,2W)的伏安特性曲線,現(xiàn)有下列器材:A.電壓表V1(0~5V,內(nèi)阻約10kΩ)B.電壓表V2(0~10V,內(nèi)阻約20kΩ)C.電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻約0.4Ω)D.滑動(dòng)變阻器R1(5Ω,1A)E.滑動(dòng)變阻器R2(500Ω,0.2A)F.直流電源E(6V,內(nèi)阻約1Ω)①實(shí)驗(yàn)中為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小,要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化且多取幾組數(shù)據(jù),電壓表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用.(選填選項(xiàng)的字母)②請(qǐng)將圖中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整.③檢查實(shí)驗(yàn)電路連接正確,然后閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器滑動(dòng)片,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)始終為零.在不斷開(kāi)電路的情況下,檢查電路故障,應(yīng)該使用多用電表的(選填“歐姆擋”,“電流擋”或“電壓擋”),檢查過(guò)程中將多用電表的黑表筆與電流表“-”接線柱接觸,紅表筆依次與電壓表和電流表的“+”接線柱接觸時(shí),多用電表指針都發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn),若導(dǎo)線及與接線柱接觸良好,說(shuō)明電路中發(fā)生斷路故障的元器件是(選填“電流表”,“電壓表”或“元件Q”).1.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)用熱敏電阻制作了一個(gè)簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器,熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖像如圖甲所示,簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器的電路圖如圖丙所示,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)用多用電表歐姆擋測(cè)繼電器線圈ed(圖乙所示)的電阻時(shí),將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×100”位置,歐姆調(diào)零,測(cè)繼電器線圈ed電阻發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,則應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至(選填“×10”或“×1k”)進(jìn)行測(cè)量,經(jīng)正確操作,多用表示數(shù)如圖丁所示,則所測(cè)繼電器線圈ed的阻值為Ω。(2)為使溫度在達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),簡(jiǎn)易報(bào)警器響起,單刀雙擲開(kāi)關(guān)C應(yīng)該接(選填“a”或“b”)。(3)流過(guò)繼電器線圈ed的電流時(shí)電路才會(huì)報(bào)警,若直流電源電動(dòng)勢(shì)為18V(內(nèi)阻不計(jì)),欲實(shí)現(xiàn)溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)報(bào)警器響起,則滑動(dòng)變阻器規(guī)格應(yīng)該選擇。A.0~200Ω B.0~500Ω C.0~1500Ω(4)若工作過(guò)程中希望溫度達(dá)到80℃時(shí)才報(bào)警,則應(yīng)該選擇(選填“更大”或“更小”)量程范圍的滑動(dòng)變阻器。2.(2024·浙江金華·模擬預(yù)測(cè))科技實(shí)踐小組的同學(xué)們應(yīng)用所學(xué)電路知識(shí),對(duì)“一抽到底”的紙巾盒進(jìn)行改裝,使紙巾剩余量可視化。同學(xué)們使用的器材有:電源(,內(nèi)阻不計(jì))、定值電阻()、多用電表、鉛筆芯如圖中AB所示、導(dǎo)線若干、電鍵開(kāi)關(guān)。(1)用多用電表測(cè)量整一根鉛筆芯的電阻,選用“”倍率的電阻擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度很大,因此需選擇(選填“”或“”)倍率的電阻擋,并需(填操作過(guò)程)后,再次進(jìn)行測(cè)量,多用電表的指針如圖所示。(2)將鉛筆芯固定在紙巾盒側(cè)邊,截取一段導(dǎo)線固定在擋板C,并保證導(dǎo)線與鉛筆芯接觸良好且能自由移動(dòng)。(3)不計(jì)多用電表內(nèi)阻,多用電表應(yīng)該把選擇開(kāi)關(guān)打在“mA檔”,量程為(選填“2.5”、“25”或“250”)。(4)將以上裝置調(diào)試完畢并固定好,便可通過(guò)電表讀數(shù)觀察紙巾剩余厚度,設(shè)鉛筆芯總電阻為R,總長(zhǎng)度為L(zhǎng),不計(jì)多用電表內(nèi)阻,則多用電表示數(shù)I與紙巾剩余厚度h的關(guān)系式為I=(用題中物理量符號(hào)表達(dá))。依次實(shí)驗(yàn)將剩余紙巾厚度和對(duì)應(yīng)電表讀數(shù)一一記錄下來(lái),并進(jìn)行標(biāo)識(shí),從而完成“一抽到底”紙巾盒的可視化改裝探究。3.某同學(xué)想把一量程為2mA、內(nèi)阻未知的毫安表改成量程為3V的電壓表,該同學(xué)先用多用電表測(cè)量此毫安表的內(nèi)阻,進(jìn)行了如下操作:(1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻擋“×100”,再將紅表筆和黑表筆短接,調(diào)零點(diǎn);(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端;(3)測(cè)量電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針指示的數(shù)值過(guò)小,需要將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻(填“×10”或“×1000”)擋。(4)將紅表筆和黑表筆短接,調(diào)零點(diǎn);(5)測(cè)量時(shí),多用電表指針指示的位置如圖乙所示,由此可以得到毫安表的內(nèi)阻為;(6)如果需要改成量程為3V的電壓表,需要(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)的電阻。4.某同學(xué)要將一量程為500μA的微安表擴(kuò)大改裝,為此先要測(cè)微安表的內(nèi)阻(1)如圖甲所示,他先用多用表的歐姆“×100擋”進(jìn)行測(cè)量,指針指在圖中虛線處。他應(yīng)該換用(填“×10擋"或“×1k擋");進(jìn)行正確的操作后,指針指在圖中實(shí)線處,其測(cè)量值為Ω;測(cè)量時(shí)多用表的紅表筆應(yīng)接電流表的(填“正接線柱”或“負(fù)接線柱”)(2)為了較精確地測(cè)量該電流表的內(nèi)阻。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室借到以下器材∶定值電阻R0=180Ω,滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω)。電阻箱R2(0~999.9Ω),電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V。內(nèi)阻很小),開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示①將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最(填左端”或“右端”),調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值為0,閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑片P,使微安表滿偏②保持滑片P不動(dòng)。調(diào)節(jié)R2使微安表的示數(shù)正好為滿刻度的,記錄電阻箱的阻值為59.4Ω,則微安表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg=,這個(gè)測(cè)量值(填“大于”、“小于”或“等于”)微安表內(nèi)阻的真實(shí)值(3)根據(jù)(2)中測(cè)量的結(jié)果,若該同學(xué)將一阻值R=1.2Ω的電阻與微安表并聯(lián)改裝成電流表,則原微安表100μA的刻度線應(yīng)標(biāo)識(shí)的電流為mA5.如圖甲為物理興趣小組設(shè)計(jì)的多用電表的電路原理圖。他們選用內(nèi)阻Rg=10Ω、滿偏電流Ig=10mA的電流表、標(biāo)識(shí)不清的電源以及由定值電阻、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器等組裝好的多用電表。當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí)為量程250V的電壓表。該多用電表表盤(pán)如圖乙所示,下排刻度均勻,上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值還沒(méi)有及時(shí)標(biāo)出。(1)其中電阻R2=Ω;(2)選擇開(kāi)關(guān)接“1”時(shí),兩表筆接入待測(cè)電路,若指針指在圖乙所示位置,其讀數(shù)為mA。(3)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,利用組裝好的多用電表設(shè)計(jì)了如下從“?!钡健皽y(cè)”的實(shí)驗(yàn):①將選擇開(kāi)關(guān)接“2”,紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏;②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤(pán)中央C處,此時(shí)電阻箱如圖丙所示,則C處刻度線的標(biāo)注值應(yīng)為Ω;③用待測(cè)電阻Rx代替電阻箱接入兩表筆之間,表盤(pán)指針依舊指在圖乙所示位置,則計(jì)算可知待測(cè)電阻約為Rx=Ω(保留三位有效數(shù)字);④小組成員拿來(lái)一塊電壓表,粗略測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì),將兩表筆分別觸碰電壓表的兩接線柱,其中表筆(填“紅”或“黑”)接電壓表的正接線柱。6.某同學(xué)用熱敏電阻制作了一個(gè)簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器,熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示,簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器的電路圖如圖丙所示,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)用多用電表歐姆擋測(cè)繼電器線圈(圖乙所示)的電阻時(shí),將選擇開(kāi)關(guān)旋至“”位置,歐姆調(diào)零,測(cè)線圈電阻發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,則應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至(填“”或“”)進(jìn)行測(cè)量,經(jīng)正確操作,多用表示數(shù)如圖丁所示,則所測(cè)繼電器的阻值為;(2)為使溫度在達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),簡(jiǎn)易報(bào)警器響起,單刀雙擲開(kāi)關(guān)應(yīng)該接(選填“”或“”);(3)流過(guò)繼電器線圈的電流才會(huì)報(bào)警,若直流電源電動(dòng)勢(shì)為(內(nèi)阻不計(jì)),欲實(shí)現(xiàn)溫度達(dá)到或超過(guò)報(bào)警器響起,則滑動(dòng)變阻器規(guī)格應(yīng)該選擇。A.

B.

C.7.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量多用電表內(nèi)電池電動(dòng)勢(shì)E的實(shí)驗(yàn)。所用到的器材有:待測(cè)多用電表(表盤(pán)中央刻度為“15”),量程為60mA的電流表(內(nèi)阻未知),電阻箱,導(dǎo)線若干。(1)在使用多用電表測(cè)電阻時(shí),應(yīng)選擇合適的擋位。若該同學(xué)所用多用表的電阻擋有三個(gè)擋位,分別是“×1”、“×10”、“×100”。當(dāng)選用“×10”擋粗測(cè)一未知電阻的阻值時(shí),操作步驟正確,但發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角過(guò)大,為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,該同學(xué)將多用電表?yè)Q到電阻擋的“×1”擋位。如果換擋后,立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù),那么還缺少的必要步驟是;(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前按下圖所示的電路圖連接好電路,實(shí)驗(yàn)時(shí)已將多用電表調(diào)至電阻擋的“×1”擋位。其中a和b是多用電表的兩個(gè)表筆,若兩電表均正常工作,則可判斷表筆b為表筆(填“紅”、或“黑”);(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,某次將電阻箱的阻值調(diào)為12.5Ω,此時(shí)多用電表、電流表的指針位置分別如圖(a)、(b)所示。則可求得電流表的內(nèi)阻為Ω;(4)根據(jù)上述過(guò)程可求得多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E=V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。8.圖甲為某同學(xué)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,圖中R0為阻值2Ω的定值保護(hù)電阻。(1)該同學(xué)將電路連接好后閉合電鍵發(fā)現(xiàn):電壓表讀數(shù)不為零,但電流表讀數(shù)為零,檢查確定各接線柱正確且接觸良好.于是該同學(xué)用多用表的電壓擋檢查電路,測(cè)得,而讀數(shù)與電壓表讀數(shù)相同,由此可以推知故障是。(2)將圖乙的實(shí)物連線電路補(bǔ)充完整(用黑色筆連線),并將用多用表的電壓擋檢查電路中c、d兩端的電壓也用筆畫(huà)線代導(dǎo)線將線路連接起來(lái)。(3)故障排除后,該同學(xué)完成了實(shí)驗(yàn),測(cè)出相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示,并在圖丙的坐標(biāo)中描出了對(duì)應(yīng)的點(diǎn),請(qǐng)畫(huà)出圖線,并由圖求出:電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)阻Ω。

實(shí)驗(yàn)15多用電表的原理和使用目錄01新高考命題熱點(diǎn)02核心考點(diǎn)綜述1)多用電表結(jié)構(gòu)①表頭②測(cè)量電路③選擇開(kāi)關(guān)2)測(cè)量原理①電流測(cè)量原理②電壓測(cè)量原理③電阻測(cè)量原理3)使用方法①機(jī)械調(diào)零②選擇量程③歐姆調(diào)零④測(cè)量讀數(shù)⑤使用完畢03典型真題精練04創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)新考法1)多用電表在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2)基于多用電表的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新3)利用多用電表檢測(cè)電容4)用多用電表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻5)利用多用電表進(jìn)行故障分析05分層強(qiáng)化訓(xùn)練1.實(shí)際電路故障檢測(cè)情境:新高考常設(shè)置實(shí)際電路故障排查場(chǎng)景,要求學(xué)生運(yùn)用多用電表進(jìn)行檢測(cè)。比如給出一個(gè)包含多個(gè)用電器、開(kāi)關(guān)、電阻的復(fù)雜電路,部分電路出現(xiàn)故障(如斷路、短路),學(xué)生需依據(jù)多用電表不同功能(測(cè)電壓、測(cè)電阻等),合理選擇擋位,通過(guò)測(cè)量判斷故障位置與類型,考查學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題及知識(shí)遷移運(yùn)用能力。?2.與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合:隨著電子技術(shù)發(fā)展,新高考可能結(jié)合新型電子元件考查多用電表使用。例如在探究新型半導(dǎo)體材料特性實(shí)驗(yàn)中,利用多用電表測(cè)量其在不同條件下的電阻、電壓等參數(shù),研究材料電學(xué)性能變化,要求學(xué)生理解多用電表在新型材料研究中的應(yīng)用及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析處理。?3.數(shù)據(jù)處理與誤差分析:重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)多用電表測(cè)量數(shù)據(jù)的處理能力及誤差來(lái)源分析。如讓學(xué)生根據(jù)多組測(cè)量數(shù)據(jù)繪制函數(shù)圖像,分析測(cè)量結(jié)果與理論值差異,判斷誤差類型(系統(tǒng)誤差、偶然誤差),探討減小誤差的方法,考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析能力。一、多用電表結(jié)構(gòu)?1.表頭:作為多用電表的核心組件,表頭通常采用靈敏電流計(jì)。其工作原理基于通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度與通過(guò)線圈的電流大小成正比。表頭滿偏電流Ig指的是表頭指針恰好偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)通過(guò)表頭的電流值,該值越小,表頭越靈敏。例如,常見(jiàn)的表頭滿偏電流可能為幾十微安到幾毫安不等。表頭內(nèi)阻Rg是線圈的電阻,它也是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),在后續(xù)測(cè)量電路的設(shè)計(jì)以及測(cè)量原理的推導(dǎo)中都起著重要作用。一般可通過(guò)半偏法等實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量表頭內(nèi)阻。?2.測(cè)量電路:這是一個(gè)由多個(gè)電阻、二極管等元件構(gòu)建而成的復(fù)雜電路網(wǎng)絡(luò),其精妙之處在于能夠?qū)崿F(xiàn)多用電表不同測(cè)量功能的轉(zhuǎn)換。?3.選擇開(kāi)關(guān):選擇開(kāi)關(guān)猶如多用電表的“指揮中樞”,通過(guò)旋轉(zhuǎn)它,能夠便捷地切換不同測(cè)量功能和量程。當(dāng)旋至電流擋的不同位置時(shí),對(duì)應(yīng)著不同的電流測(cè)量量程。在電阻擋,不同的倍率擋位意味著與內(nèi)部不同阻值的電阻組合接入電路,以適應(yīng)從幾歐到幾十千歐甚至更大范圍電阻的測(cè)量。?

二、測(cè)量原理?1.電流測(cè)量原理:當(dāng)選擇電流測(cè)量功能,多用電表內(nèi)部電路與被測(cè)電路串聯(lián)成為一個(gè)完整回路。大部分電流通過(guò)分流電阻流入分流支路,僅有一小部分電流通過(guò)表頭,從而確保表頭通過(guò)的電流在其安全量程范圍內(nèi)。以將表頭量程擴(kuò)大n倍為例,設(shè)原表頭滿偏電流為Ig,內(nèi)阻為Rg,擴(kuò)大后的量程為I=nIg。根據(jù)并聯(lián)電路電流分配關(guān)系,IgRg?=(nIg?Ig)Rs,整理可得分流電阻。實(shí)際操作中,多用電表內(nèi)部集成了多個(gè)不同阻值的分流電阻,通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)切換不同的分流電阻接入電路,實(shí)現(xiàn)不同量程的電流測(cè)量,如下圖中選擇開(kāi)關(guān)置1時(shí),為電流表大量程,置2時(shí)為電流表小量程。?2.電壓測(cè)量原理:測(cè)量電壓時(shí),多用電表與被測(cè)電路并聯(lián),表頭與串聯(lián)的分壓電阻共同分擔(dān)被測(cè)電壓。由于表頭指針的偏轉(zhuǎn)是由通過(guò)表頭的電流驅(qū)動(dòng),而根據(jù)歐姆定律,通過(guò)表頭的電流與被測(cè)電壓成正比。假設(shè)將表頭量程從Ug=IgRg擴(kuò)大到nUg,在串聯(lián)電路中,電流處處相等,即,由此可計(jì)算出分壓電阻Rv=(n?1)Rg。多用電表通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)切換不同阻值的分壓電阻,實(shí)現(xiàn)不同電壓量程的測(cè)量,如上圖中選擇開(kāi)關(guān)置于5時(shí)為電壓表的小量程,置于6時(shí)為電壓表的大量程。3.電阻測(cè)量原理:在測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部電源、可變電阻(用于歐姆調(diào)零)、表頭與被測(cè)電阻構(gòu)成閉合回路。根據(jù)歐姆定律,式中E為多用電表內(nèi)置電源電動(dòng)勢(shì),RΩ是由表頭內(nèi)阻Rg、串聯(lián)的固定電阻以及調(diào)零電阻組成的等效內(nèi)阻,Rx為被測(cè)電阻。測(cè)量前,先將紅、黑表筆短接(即Rx=0),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻使表頭指針滿偏,此時(shí)回路電流,RΩ?被確定為一個(gè)定值。測(cè)量時(shí),隨著被測(cè)電阻Rx的接入,回路電流I發(fā)生變化,表頭指針偏轉(zhuǎn)角度改變,通過(guò)事先校準(zhǔn)好的電阻刻度盤(pán),就可以根據(jù)指針位置讀出被測(cè)電阻Rx的值。例如,當(dāng)指針指在刻度盤(pán)中間位置時(shí),此時(shí)Rx=RΩ?,該位置對(duì)應(yīng)的電阻值稱為中值電阻。?三、使用方法?1.機(jī)械調(diào)零:在使用多用電表之前,首先要觀察表頭指針是否準(zhǔn)確指在表盤(pán)刻度的零位。若指針偏離零刻度線,可使用螺絲刀輕輕調(diào)節(jié)表頭下方的機(jī)械調(diào)零旋鈕,使指針精確指零。這一步驟的重要性在于確保表頭測(cè)量的初始準(zhǔn)確性,為后續(xù)的各種測(cè)量奠定基礎(chǔ)。?2.選擇量程:依據(jù)被測(cè)物理量的類型(是電流、電壓還是電阻)以及對(duì)其大小的估計(jì)值,謹(jǐn)慎選擇合適的測(cè)量功能和量程。?(1)電壓測(cè)量量程選擇:如果估計(jì)被測(cè)電壓為幾伏,例如3V左右,應(yīng)優(yōu)先選擇0?10V量程,這樣既能保證測(cè)量值在量程范圍內(nèi),又能獲得較高的測(cè)量精度。若選擇量程過(guò)大,如0?50V量程,測(cè)量3V電壓時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,讀數(shù)誤差較大;若選擇量程過(guò)小,可能會(huì)損壞電表。?(2)電阻測(cè)量量程選擇:若估計(jì)被測(cè)電阻為幾百歐,比如300Ω左右,應(yīng)選擇R×10倍率的電阻擋。選擇合適倍率的目的是使測(cè)量時(shí)指針盡量指在刻度盤(pán)的中間位置附近,因?yàn)樵谠搮^(qū)域,刻度分布相對(duì)均勻,測(cè)量精度較高。若指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,說(shuō)明所選倍率過(guò)大,應(yīng)換用較小倍率擋;若指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,則需換用較大倍率擋。?3.歐姆調(diào)零:在進(jìn)行電阻測(cè)量之前,務(wù)必將紅、黑表筆短接,此時(shí)相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx=0。然后調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,改變多用電表內(nèi)部可變電阻的阻值,使表頭指針恰好指在電阻刻度盤(pán)的零位。需要特別注意的是,每更換一次電阻擋的倍率,都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。這是因?yàn)椴煌堵氏?,多用電表?nèi)部的等效內(nèi)阻RΩ發(fā)生了變化,只有重新調(diào)零,才能保證測(cè)量電阻時(shí)的準(zhǔn)確性。?4.測(cè)量讀數(shù):測(cè)量時(shí),務(wù)必將表筆正確接入被測(cè)電路。?(1)電流測(cè)量連接:測(cè)量電流時(shí),多用電表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián),紅表筆接電流流入端,黑表筆接電流流出端。例如,在測(cè)量一個(gè)簡(jiǎn)單串聯(lián)電路中的電流時(shí),將多用電表串聯(lián)在電路中,確保電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。?(2)電壓測(cè)量連接:測(cè)量電壓時(shí),多用電表與被測(cè)電路并聯(lián),紅表筆接高電位端,黑表筆接低電位端。比如測(cè)量一個(gè)電阻兩端的電壓,將紅表筆接電阻的高電位端,黑表筆接低電位端。?(3)電阻測(cè)量連接:測(cè)量電阻時(shí),將被測(cè)電阻與其他電路元件斷開(kāi),單獨(dú)連接到多用電表的紅、黑表筆之間。(4)讀數(shù):讀取表頭指針示數(shù)時(shí),要根據(jù)所選量程和擋位進(jìn)行換算。以電壓擋為例,若量程為0?10V,表盤(pán)刻度共50小格,指針指在第20小格,則讀數(shù)為;對(duì)于電阻擋,若選擇×100倍率,指針示數(shù)為15,則被測(cè)電阻阻值為15×100=1500Ω。?5.使用完畢:測(cè)量工作結(jié)束后,為保護(hù)多用電表,應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至交流電壓最高擋或“OFF”擋。旋至交流電壓最高擋,可防止在下次使用時(shí),因誤操作直接測(cè)量較大電壓而損壞電表;置于“OFF”擋則直接切斷電表內(nèi)部電路,避免電池漏電等情況,延長(zhǎng)電表使用壽命。【例1】(2024·河北·高考真題)某種花卉喜光,但陽(yáng)光太強(qiáng)時(shí)易受損傷。某興趣小組決定制作簡(jiǎn)易光強(qiáng)報(bào)警器,以便在光照過(guò)強(qiáng)時(shí)提醒花農(nóng)。該實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下:學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值)、白熾燈、可調(diào)電阻、發(fā)光二極管、光敏電阻型三極管、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線等。(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測(cè)量二極管的電阻。如圖1所示,當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時(shí),多用電表指針位于表盤(pán)中a位置(見(jiàn)圖2);對(duì)調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤(pán)中b位置(見(jiàn)圖(2),由此判斷M端為二極管的(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),部分實(shí)物連接已完成。要求閉合開(kāi)關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開(kāi)始。導(dǎo)線和的另一端應(yīng)分別連接滑動(dòng)變阻器的、、接線柱(以上三空選填接線柱標(biāo)號(hào)“A”“B”“C”或“D”)。②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線,圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對(duì)應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知,光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而(填“增大”或“減小”)。(3)組裝光強(qiáng)報(bào)警器電路并測(cè)試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度后,三極管被導(dǎo)通)等元件設(shè)計(jì)的電路。組裝好光強(qiáng)報(bào)警器后,在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報(bào)警值時(shí),發(fā)光二極管并不發(fā)光,為使報(bào)警器正常工作,應(yīng)(填“增大”或“減小”)可調(diào)電阻的阻值,直至發(fā)光二極管發(fā)光?!敬鸢浮?1)負(fù)極 (2)AAD/C減小 (3)增大【解析】(1)根據(jù)歐姆表結(jié)構(gòu),使用時(shí)歐姆表黑表筆接內(nèi)部電源正極,故當(dāng)黑表筆接M端,電阻無(wú)窮大,說(shuō)明二極管反向截止即連接電源負(fù)極。(2)[1][2][3]題干要求電壓表、電流表讀數(shù)從零開(kāi)始,所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法連接電路,故接滑動(dòng)變阻器A接線柱,必須接在金屬桿兩端接線柱任意一個(gè),即C或D。另若接金屬桿兩端接線柱任意一個(gè),即C或D,接接滑動(dòng)變阻器A接線柱,接滑動(dòng)變阻器B接線柱也符合題意。[4]由圖像可知,隨光照強(qiáng)度增加,I-U圖像斜率增大,所以電阻減小。(3)三極管未導(dǎo)通時(shí),與串聯(lián)。隨著光強(qiáng)增強(qiáng),電阻減小,此時(shí)三極管仍未導(dǎo)通,說(shuō)明分壓小,故需要增大?!纠?】(2023·湖南·高考真題)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置,其電路如圖(a)所示,為電阻箱,為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器,間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無(wú)窮大).(1)先用歐姆表“”擋粗測(cè)的阻值,示數(shù)如圖(b)所示,對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是;(2)適當(dāng)調(diào)節(jié),使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí),的阻值為(用表示);(3)依次將的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小),讀出電壓傳感器示數(shù),所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:次數(shù)123456砝碼質(zhì)量0.00.51.01.52.02.5電壓057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn),繪制關(guān)系圖線;(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用.在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力,電壓傳感器示數(shù)為,則大小是(重力加速度取,保留2位有效數(shù)字);(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測(cè)量間電壓,在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力,此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為,則(填“>”“=”或“<”).【答案】(1)1000/1000.0 (2) (3) (4)1.7×10-2 (5)>【解析】(1)歐姆表讀數(shù)為10×100Ω=1000Ω(2)當(dāng)電壓傳感器讀數(shù)為零時(shí),CD兩點(diǎn)電勢(shì)相等,即即解得(3)繪出U-m圖像如圖(4)由圖像可知,當(dāng)電壓傳感器的讀數(shù)為200mV時(shí),所放物體質(zhì)量為1.75g,則(5)可將CD以外的電路等效為新的電源,電動(dòng)勢(shì)E',內(nèi)阻r',CD兩點(diǎn)電壓看做路端電壓,因?yàn)閾Q用非理想電壓傳感器時(shí)內(nèi)阻不是無(wú)窮大,此時(shí)電壓傳感器讀數(shù)當(dāng)讀數(shù)為U'=200mV時(shí),實(shí)際CD間斷路(接理想電壓傳感器時(shí))時(shí)的電壓等于E'大于200mV,則此時(shí)壓力傳感器的讀數(shù)F1>F0?!纠?】(2022·河北·高考真題)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲,設(shè)計(jì)電路如圖1所示。選用的器材有:限溫開(kāi)關(guān)S1(手動(dòng)將其按下,開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯,當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),之后不能自動(dòng)閉合);保溫開(kāi)關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合);電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖2所示)。自備元件有:加熱電阻絲R(阻值為60Ω,用于加熱煮飯);限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ);指示燈L1和L2(2.5V,0.6W,當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅);保險(xiǎn)絲T。(1)按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路,下列說(shuō)法正確的是(多選)。A.按下S1,L1和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí),S1自動(dòng)斷開(kāi),L1和L2均發(fā)光C.保溫過(guò)程中,S2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí),S2自動(dòng)閉合,L1發(fā)光,L2熄滅(2)簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后,試用時(shí)L1始終不亮,但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下,斷開(kāi)電源,使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是(填寫(xiě)各步驟前的字母)。A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指針指向歐姆零點(diǎn)C.調(diào)整“指針定位螺絲”,使指針指到零刻度D.測(cè)量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋操作時(shí),將多用電表兩表筆與L1兩端接觸,若指針如圖3所示,可判斷是斷路損壞;若指針如圖4所示,可判斷是斷路損壞。(用電路中的元件符號(hào)表示)【答案】CD/DCCABDEL1R1【解析】[1]A.按下S1后L2支路被短路,則L2不會(huì)發(fā)光,A錯(cuò)誤;B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí),S1斷開(kāi),而要溫度降到70℃以下時(shí)S2才會(huì)閉合,則此時(shí)L2可能發(fā)光,此時(shí)電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián),并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián),則回路中并聯(lián)的整體電阻RL=10.42ΩR并=56.64Ω則回路總電阻R總=1067.06Ω則回路總電流則L2一定發(fā)光,此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為U并=I總R并=11.89V則流過(guò)L1的電流為則流過(guò)L1的電流小于30mA,則L1熄滅,B錯(cuò)誤;C.由題知,S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時(shí)S2自動(dòng)閉合,C正確;D.當(dāng)鍋內(nèi)迢度低于70℃時(shí),S2自動(dòng)閉合,L2支路被短路,則L2不會(huì)發(fā)光,此時(shí)電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián),則此時(shí)流過(guò)L1的電流為則此時(shí)流過(guò)L1的電流大于30mA,則L1發(fā)光,D正確。故選CD。(2)[2]多用電表的操作步驟為:調(diào)整“指針定位螺絲”,使指什指到零刻度——機(jī)械調(diào)零;將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋;將兩支表筆直接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”,使指計(jì)指向歐姆零點(diǎn)——?dú)W姆調(diào)零;測(cè)量指示燈L1兩端的阻值——測(cè)量;將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表。故正確順序?yàn)镃ABDE。[3]由于使用時(shí)L1始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,如圖3可看出L1兩端有1100Ω左右的電阻,大約等于和R的總阻值,則說(shuō)明L1始終不亮的原因可能是L1斷路損壞。[4]由于使用時(shí)L1始終不亮,但加熱和保溫功能均正常,如圖4可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零,,由于此時(shí)選用的是“×100”擋,而燈泡電阻RL=10.42Ω,歐姆表兩表筆間的電阻為燈泡電阻時(shí),示數(shù)很小,幾乎為0,說(shuō)明燈泡L1正常,L1始終不亮的原因可能是R1斷路損壞?!咀兪?】多用電表在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用1.(2025·貴州貴陽(yáng)·一模)某實(shí)驗(yàn)興趣小組為研究光敏電阻的阻值隨光的照度(表示光的強(qiáng)弱,單位為“”)的變化規(guī)律,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):(1)先用多用電表的歐姆擋預(yù)判光敏電阻的阻值隨照度的變化趨勢(shì)。選擇適當(dāng)倍率的歐姆擋,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)(選填“機(jī)械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”)旋鈕,使指針指向右邊“0Ω”處。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)照度越大,多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大,由此可判斷光敏電阻的阻值隨照度的增加而。(選填“增大”或“減小”)(2)為了精確測(cè)量一定照度下此光敏電阻的阻值,按圖1連接好電路進(jìn)行測(cè)量。請(qǐng)把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到端(選填“a”或“b”)。②將電阻箱調(diào)為某一阻值,開(kāi)關(guān)合向1,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,記錄電壓表、電流表的示數(shù)。③用一定照度的光源對(duì)準(zhǔn)光敏電阻的透光口,保持不變,將開(kāi)關(guān)由“1”撥到“2”,調(diào)節(jié)R,記錄電壓表、電流表的示數(shù),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。④由此測(cè)得在該照度條件下,光敏電阻的阻值。(用表示)(3)用上述方法,該小組繼續(xù)測(cè)得多組不同照度下該光敏電阻的阻值,并描繪出其阻值隨照度的變化曲線,如圖2所示:(4)請(qǐng)你結(jié)合圖2,利用該光敏電阻、一個(gè)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))、定值電阻(,,限選其中之一)、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路,給如圖3所示的照明系統(tǒng)1、2兩端提供電壓。要求當(dāng)照度降低至,1、2兩端電壓上升至2V時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。在圖3虛線框內(nèi)補(bǔ)充完成電路原理圖(在圖中標(biāo)出所選器材的符號(hào),不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)。【答案】歐姆調(diào)零減小b【解析】(1)[1]選擇適當(dāng)倍率的歐姆擋,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向右邊“0Ω”處;[2]測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)照度越大,多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大,說(shuō)明電阻較小,故由此可判斷光敏電阻的阻值隨照度的增加而減??;(2)①[3]閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到b端,滑動(dòng)變阻器的有效電阻最大,開(kāi)始接通電路時(shí)的電流最小,從而起到安全保護(hù)電路的作用;④[4]開(kāi)關(guān)合向1,閉合開(kāi)關(guān),則有保持不變,將開(kāi)關(guān)由“1”撥到“2”,則有聯(lián)立解得(4)[5]由題可知,電源電動(dòng)勢(shì)為3V,為達(dá)要求,則光敏電阻兩端電壓為2V,所以應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻,根據(jù)圖2,可知2V時(shí)光敏電阻的阻值為20kΩ,則分壓電阻與之串聯(lián),電流相等,分壓電阻的電壓為1V,則分壓電阻阻值為10kΩ,即選用,故電路原理圖,如圖所示【變式2】基于多用電表的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新2.(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))如圖甲為物理興趣小組設(shè)計(jì)的多用電表的電路原理圖。其中表頭G的內(nèi)阻、滿偏電流mA,Ω。該多用電表表盤(pán)如圖乙所示,下排刻度均勻,上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值還沒(méi)有及時(shí)標(biāo)出。(1)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“1”時(shí),為電流擋,電流擋的量程為mA。(2)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí),為電壓擋,若電壓擋的量程為15V,則Ω。(3)該興趣小組在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱,利用組裝好的多用電表設(shè)計(jì)了如下從“?!钡健皽y(cè)”的實(shí)驗(yàn):①將選擇開(kāi)關(guān)接“2”,紅黑表筆短接,調(diào)節(jié)的阻值使電表指針滿偏;②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤(pán)正中央位置,此時(shí)電阻箱如圖丙所示,則多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)V;③用待測(cè)電阻代替電阻箱接入兩表筆之間,表盤(pán)指針指在圖乙所示位置,則計(jì)算可知待測(cè)電阻Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?1)250 (2)40 (3)12.512.5【解析】(1)由歐姆定律可得電流擋的量程為(2)根據(jù)電壓表改裝原理解得Ω(3)[1]歐姆表的內(nèi)阻等于此時(shí)電阻箱讀數(shù)根據(jù)閉合電路歐姆定律V[2]圖乙所示位置電流為200mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得【變式3】利用多用電表檢測(cè)電容3.利用放電法可以測(cè)量電容器的電容,讓充電后的電容器通過(guò)大電阻R放電,電流傳感器A與計(jì)算機(jī)連接(未畫(huà)出),記錄放電電流隨時(shí)間變化的圖像,可用系統(tǒng)軟件計(jì)算出電容器的帶電量Q,Q與充電電壓U的比值即為電容器的電容C。(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先判斷電容器的好壞:使用多用表的歐姆擋進(jìn)行測(cè)量,把調(diào)零后的多用電表的紅黑表筆分別接觸電容器的兩極板,觀察到多用表指針先向右偏轉(zhuǎn)較大角度,后又逐漸返回到起始位置,此現(xiàn)象說(shuō)明電容器是(填“好”或“壞”)的;(2)圖甲、圖乙為測(cè)量電容的兩種電路原理圖,學(xué)生電源應(yīng)采用(填“直流”或“交流”)電源,先使開(kāi)關(guān)S與1端相連,充電結(jié)束后,讀出電壓表的示數(shù);然后把開(kāi)關(guān)S與2端相連,測(cè)量出電容器的帶電量Q,為了減小誤差,在甲、乙兩圖中,應(yīng)選圖為測(cè)量電路。(3)某同學(xué)選擇了正確的實(shí)驗(yàn)電路圖,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作獲得如圖丙所示的多組數(shù)據(jù),其中第4組數(shù)據(jù)的Q未記錄,但計(jì)算機(jī)顯示了這次測(cè)量的I-t圖像如圖丁所示,由此可估算出Q=,請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),在戊圖中作出Q-U圖像,并由圖像可得該電容器的電容是F。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))組別測(cè)量值123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/×10-3C0.861.091.221.932.15【答案】好直流甲

【解析】(1)[1]使用多用表的電阻擋進(jìn)行測(cè)量,多用表內(nèi)有電源,先對(duì)電容器充電,有充電電流,會(huì)觀察到多用表指針向右偏轉(zhuǎn)較大角度;隨著電容器逐漸充滿電,充電電流逐漸減小,最終電容器相當(dāng)于斷路狀態(tài),指針又逐漸返回到起始位置,此現(xiàn)象說(shuō)明電容器是好的。(2)[2]學(xué)生電源應(yīng)采用直流電源,因?yàn)殡娙萜骺梢酝ㄟ^(guò)交流電,其電壓不斷變化,沒(méi)法得出穩(wěn)定的電壓,故選直流電源。[3]當(dāng)把開(kāi)關(guān)與2端相連,電容器放電,圖甲的所有電荷均通過(guò)電流表,測(cè)量準(zhǔn)確,圖乙中還有一部分電荷通過(guò)電壓表,這部分電荷測(cè)不出來(lái),故選甲圖。(3)[4]由知,電荷量為圖象與坐標(biāo)橫軸所圍的面積,即面積為電容器在開(kāi)始放電時(shí)所帶的電荷量,由圖象可知“面積”格數(shù)約40格,每小格相當(dāng)于,所以電容器電壓為時(shí),電荷量[5]由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,如圖所示[6]在圖像中選取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),計(jì)算出圖線的斜率,即為電容器的電容【變式4】用多用電表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻4.某興趣小組測(cè)量一塊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)先用多用表的“”電壓擋粗測(cè)電動(dòng)勢(shì),指針位置如圖甲所示,讀數(shù)為V。(2)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電流表(量程,),電流表(量程,),定值電阻(),定值電阻(),滑動(dòng)變阻器(,),,待測(cè)電池,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線。為了盡可能精確測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,小組設(shè)計(jì)圖乙所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn);①實(shí)驗(yàn)時(shí),需先將電流表(填“”或“”)與定值電阻串聯(lián)后改裝為電壓表,圖乙中定值電阻應(yīng)選(填“”或“”);②實(shí)驗(yàn)測(cè)得多組電流表的示數(shù)和電流表的示數(shù),繪制出圖像如圖丙所示,依據(jù)圖像可得電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)阻為。(結(jié)果均保留一位小數(shù))【答案】9.210.612.8【解析】(1)[1]根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為(2)①[2][3]根據(jù)上述電動(dòng)勢(shì)粗測(cè)值為9.2V,為了改裝電壓表的精度與安全,需要將電流表改裝成10V的電壓表,根據(jù)器材的數(shù)據(jù),可知需先將電流表與定值電阻串聯(lián)后改裝為電壓表,該改裝表的量程為②[4][5]根據(jù)上述,結(jié)合電路圖有變形有結(jié)合圖丙有,解得,【變式5】利用多用電表進(jìn)行故障分析5.某物理興趣小組準(zhǔn)備探究某種元件Q(4V,2W)的伏安特性曲線,現(xiàn)有下列器材:A.電壓表V1(0~5V,內(nèi)阻約10kΩ)B.電壓表V2(0~10V,內(nèi)阻約20kΩ)C.電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻約0.4Ω)D.滑動(dòng)變阻器R1(5Ω,1A)E.滑動(dòng)變阻器R2(500Ω,0.2A)F.直流電源E(6V,內(nèi)阻約1Ω)①實(shí)驗(yàn)中為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小,要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化且多取幾組數(shù)據(jù),電壓表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用.(選填選項(xiàng)的字母)②請(qǐng)將圖中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整.③檢查實(shí)驗(yàn)電路連接正確,然后閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器滑動(dòng)片,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)始終為零.在不斷開(kāi)電路的情況下,檢查電路故障,應(yīng)該使用多用電表的(選填“歐姆擋”,“電流擋”或“電壓擋”),檢查過(guò)程中將多用電表的黑表筆與電流表“-”接線柱接觸,紅表筆依次與電壓表和電流表的“+”接線柱接觸時(shí),多用電表指針都發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn),若導(dǎo)線及與接線柱接觸良好,說(shuō)明電路中發(fā)生斷路故障的元器件是(選填“電流表”,“電壓表”或“元件Q”).【答案】A;D;電壓擋;電流表;【解析】①待測(cè)元件額定電壓為4V,則電壓表應(yīng)選A;為保證安全,方便實(shí)驗(yàn)操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選:D.②實(shí)驗(yàn)要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法;,電流表內(nèi)阻為0.4Ω,電壓表內(nèi)阻為10kΩ,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值,電流表應(yīng)采用外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示:③實(shí)驗(yàn)電路連接正確,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路存在斷路.在不斷開(kāi)電路的情況下,應(yīng)該使用多用電表直流電壓擋檢查電路故障;檢查過(guò)程中將多用表的紅,黑表筆與電流表“+”,“-”接線柱接觸時(shí),多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路故障是電流表斷路.點(diǎn)睛:在選擇電流表與電壓表時(shí)要注意保證流過(guò)表的電流或電壓要大于1/3量程,這樣可以減少讀數(shù)誤差,在選擇電路結(jié)構(gòu)時(shí),實(shí)驗(yàn)要求電壓表示數(shù)從零開(kāi)始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法.1.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)用熱敏電阻制作了一個(gè)簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器,熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖像如圖甲所示,簡(jiǎn)易自動(dòng)報(bào)警器的電路圖如圖丙所示,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)用多用電表歐姆擋測(cè)繼電器線圈ed(圖乙所示)的電阻時(shí),將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×100”位置,歐姆調(diào)零,測(cè)繼電器線圈ed電阻發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,則應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至(選填“×10”或“×1k”)進(jìn)行測(cè)量,經(jīng)正確操作,多用表示數(shù)如圖丁所示,則所測(cè)繼電器線圈ed的阻值為Ω。(2)為使溫度在達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),簡(jiǎn)易報(bào)警器響起,單刀雙擲開(kāi)關(guān)C應(yīng)該接(選填“a”或“b”)。(3)流過(guò)繼電器線圈ed的電流時(shí)電路才會(huì)報(bào)警,若直流電源電動(dòng)勢(shì)為18V(內(nèi)阻不計(jì)),欲實(shí)現(xiàn)溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)報(bào)警器響起,則滑動(dòng)變阻器規(guī)格應(yīng)該選擇。A.0~200Ω B.0~500Ω C.0~1500Ω(4)若工作過(guò)程中希望溫度達(dá)到80℃時(shí)才報(bào)警,則應(yīng)該選擇(選填“更大”或“更小”)量程范圍的滑動(dòng)變阻器。【答案】(1)×10220 (2)a (3)C (4)更大【解析】(1)[1][2]將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×100”位置,歐姆調(diào)零,測(cè)繼電器線圈ed電阻發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,可知所選倍率太大,,則應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至×10擋進(jìn)行測(cè)量;,經(jīng)正確操作,多用表示數(shù)如圖丁所示,則所測(cè)繼電器線圈ed的阻值為(2)由于溫度升高熱敏電阻阻值減小,通過(guò)繼電器的電流增大,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,把鐵片向左吸引,所以要讓報(bào)警器響起,則單刀雙擲開(kāi)關(guān)C應(yīng)該接a。(3)流過(guò)繼電器線圈的電流才會(huì)報(bào)警,若直流電源電動(dòng)勢(shì)為(內(nèi)阻不計(jì)),欲實(shí)現(xiàn)溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)報(bào)警器響起,當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí),熱敏電阻的阻值R為,則有可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為故選C。(4)若工作過(guò)程中希望溫度達(dá)到80℃時(shí)才報(bào)警,由熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖像可知,80℃時(shí)熱敏電阻的阻值小于60℃時(shí)熱敏電阻的阻值,根據(jù)可知80℃時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值更大,則工作過(guò)程中希望溫度達(dá)到80℃時(shí)才報(bào)警,應(yīng)該選擇更大量程范圍的滑動(dòng)變阻器。2.(2024·浙江金華·模擬預(yù)測(cè))科技實(shí)踐小組的同學(xué)們應(yīng)用所學(xué)電路知識(shí),對(duì)“一抽到底”的紙巾盒進(jìn)行改裝,使紙巾剩余量可視化。同學(xué)們使用的器材有:電源(,內(nèi)阻不計(jì))、定值電阻()、多用電表、鉛筆芯如圖中AB所示、導(dǎo)線若干、電鍵開(kāi)關(guān)。(1)用多用電表測(cè)量整一根鉛筆芯的電阻,選用“”倍率的電阻擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度很大,因此需選擇(選填“”或“”)倍率的電阻擋,并需(填操作過(guò)程)后,再次進(jìn)行測(cè)量,多用電表的指針如圖所示。(2)將鉛筆芯固定在紙巾盒側(cè)邊,截取一段導(dǎo)線固定在擋板C,并保證導(dǎo)線與鉛筆芯接觸良好且能自由移動(dòng)。(3)不計(jì)多用電表內(nèi)阻,多用電表應(yīng)該把選擇開(kāi)關(guān)打在“mA檔”,量程為(選填“2.5”、“25”或“250”)。(4)將以上裝置調(diào)試完畢并固定好,便可通過(guò)電表讀數(shù)觀察紙巾剩余厚度,設(shè)鉛筆芯總電阻為R,總長(zhǎng)度為L(zhǎng),不計(jì)多用電表內(nèi)阻,則多用電表示數(shù)I與紙巾剩余厚度h的關(guān)系式為I=(用題中物理量符號(hào)表達(dá))。依次實(shí)驗(yàn)將剩余紙巾厚度和對(duì)應(yīng)電表讀數(shù)一一記錄下來(lái),并進(jìn)行標(biāo)識(shí),從而完成“一抽到底”紙巾盒的可視化改裝探究?!敬鸢浮繗W姆調(diào)零250【解析】(1)[1][2]多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度很大,說(shuō)明讀數(shù)很小,倍率較高,則需選擇倍率的電阻擋,并需要重新歐姆調(diào)零之后進(jìn)行測(cè)量。(3)[3]紙巾沒(méi)有使用時(shí),鉛筆芯的電阻視為零,則最大電流為則量程為250mA。(4)[4]鉛筆芯接入電路的電阻為回路中的電流為代入可得3.某同學(xué)想把一量程為2mA、內(nèi)阻未知的毫安表改成量程為3V的電壓表,該同學(xué)先用多用電表測(cè)量此毫安表的內(nèi)阻,進(jìn)行了如下操作:(1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻擋“×100”,再將紅表筆和黑表筆短接,調(diào)零點(diǎn);(2)將圖甲中多用電表的紅表筆和(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端;(3)測(cè)量電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針指示的數(shù)值過(guò)小,需要將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻(填“×10”或“×1000”)擋。(4)將紅表筆和黑表筆短接,調(diào)零點(diǎn);(5)測(cè)量時(shí),多用電表指針指示的位置如圖乙所示,由此可以得到毫安表的內(nèi)阻為;(6)如果需要改成量程為3V的電壓表,需要(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)的電阻。【答案】2×10160串聯(lián)1340【解析】(2)[1]電流從多用電表紅表筆流入、黑表筆流出,從待測(cè)毫安表正接線柱流入、負(fù)接線柱流出,所以應(yīng)將圖甲中多用電表的黑表筆和1端相連,紅表筆與2端相連。(3)[2]測(cè)量電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針指示的數(shù)值過(guò)小,說(shuō)明所選擋位相對(duì)待測(cè)毫安表的內(nèi)阻而言偏大,需要將多用電表?yè)跷徽{(diào)到更高的電阻×10擋。(5)[3]由圖乙可知毫安表的內(nèi)阻為16×10Ω=160Ω(6)[4][5]如果需要將毫安表改成量程為3V的電壓表,則需要串聯(lián)分壓電阻的阻值為4.某同學(xué)要將一量程為500μA的微安表擴(kuò)大改裝,為此先要測(cè)微安表的內(nèi)阻(1)如圖甲所示,他先用多用表的歐姆“×100擋”進(jìn)行測(cè)量,指針指在圖中虛線處。他應(yīng)該換用(填“×10擋"或“×1k擋");進(jìn)行正確的操作后,指針指在圖中實(shí)線處,其測(cè)量值為Ω;測(cè)量時(shí)多用表的紅表筆應(yīng)接電流表的(填“正接線柱”或“負(fù)接線柱”)(2)為了較精確地測(cè)量該電流表的內(nèi)阻。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室借到以下器材∶定值電阻R0=180Ω,滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω)。電阻箱R2(0~999.9Ω),電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V。內(nèi)阻很?。?,開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示①將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最(填左端”或“右端”),調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值為0,閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑片P,使微安表滿偏②保持滑片P不動(dòng)。調(diào)節(jié)R2使微安表的示數(shù)正好為滿刻度的,記錄電阻箱的阻值為59.4Ω,則微安表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg=,這個(gè)測(cè)量值(填“大于”、“小于”或“等于”)微安表內(nèi)阻的真實(shí)值(3)根據(jù)(2)中測(cè)量的結(jié)果,若該同學(xué)將一阻值R=1.2Ω的電阻與微安表并聯(lián)改裝成電流表,則原微安表100μA的刻度線應(yīng)標(biāo)識(shí)的電流為mA【答案】×10擋120負(fù)接線柱左端118.8Ω大于10【解析】(1)[1]使用歐姆擋測(cè)量時(shí)指針偏角過(guò)大,則改換用小倍率,即選用“×10擋"[2]由圖可知,讀數(shù)為12.0×10Ω=120Ω[3]多用表的紅表筆接表內(nèi)電池的負(fù)極,測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí),其紅表筆應(yīng)接電流表的負(fù)接線柱(2)[4]開(kāi)始時(shí),應(yīng)保證通過(guò)微安表的電流為零,故將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端[5]當(dāng)微安表的示數(shù)正好是滿刻度的時(shí),由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知,微安表的內(nèi)阻等于電阻箱阻值的2倍,即[6]微安表與電阻箱串聯(lián)后的電阻大于微安表的電阻,故分得的總電壓大于只有微安表時(shí)的電壓,微安表與電阻箱再按照比例分配電壓,可知微安表內(nèi)阻的測(cè)量值大于其真實(shí)值(3)[7]設(shè)改裝后量程擴(kuò)大的倍數(shù)為n,由得n=100故原微安表100μA的刻度線應(yīng)標(biāo)識(shí)的電流為100μA×100=10mA5.如圖甲為物理興趣小組設(shè)計(jì)的多用電表的電路原理圖。他們選用內(nèi)阻Rg=10Ω、滿偏電流Ig=10mA的電流表、標(biāo)識(shí)不清的電源以及由定值電阻、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器等組裝好的多用電表。當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接“3”時(shí)為量程250V的電壓表。該多用電表表盤(pán)

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