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专题13.多用电表原理和电路(解析版)_04-物理-高考总复习_专项复习_2024年_2024年高考物理实验最新模拟题精练_资料

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必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题13. 多用电表原理和电路
1. (2024 河北衡水名校协作体期末联考)某同学根据所学知识,设计了如图甲所示的一个欧姆表。
(1)将单刀双掷开关S 拨到________(填“1”或“2”)位置时倍率更大;
(2)为了能够从表盘上直接读取所测电阻值,该同学进行了如下操作。
①选择某一倍率;
②把一电阻箱接到两表笔之间,调节电阻箱,记录电阻箱阻值与电表读数;
③将电流表对应电阻箱阻值标注到电流表刻度上,并将原刻度擦除。
请写出该同学在实验操作过程中遗漏的步骤________________;
(3)该同学根据记录数据画出电流I 与电阻箱阻值R 的关系图像如图乙所示,则此倍率下欧姆表的内阻为
________
,欧姆表内部电源电动势为________V。
【参考答案】  (1)  ①. 2   (2) ②. 把一电阻箱接到两表笔之间先进行欧姆调零 
(3) ③. 15    ④. 15
【名师解析】
(1)[1]接2 的时候,电动势更大,根据
可知,表头的满偏电流
一定,电动势E 越大,欧姆表的内阻就越大,又因为
故接2 为大量程;
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(2)[2]换了新的量程之后,要再次进行欧姆调零,才能进行测量;
(3)[3]由图可知,满偏电流为1mA,半偏电流为0.5mA,则半偏电流对应的电阻就是欧姆表的内阻,则
[4]当电流满偏
时候,有
代入数据,解得
2.(2024 北京摸底)图1 是多用表的示意图,同学们用它来进行如下实验:
(1)如图2 中的实线所示,为一正在测量中的多用电表表盘读数。如果用电阻挡“×100”测量,则读数
为
        Ω;如果用“直流5 V”挡测量,则读数为        V。
2
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(2)甲同学利用多用电表测量电阻。他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较
准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为        (填写选项前的字母)。
A.将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”
(3)乙同学用已调好的多用电表欧姆挡“×100”挡来探测一只完好的二极管的正、负极。当两表笔分别
接二极管的正、负极时,发现表针指在如图2 中的虚线的位置,此时红表笔接触的是二极管的        极
(选填“正”或“负”)。
(4)丙同学按图3 所示电路图连接元件,已知电源电动势约为1.5V,闭合开关S 后,发现A、B 灯都不亮。
该同学在断开开关S 的情况下,先用多用电表的欧姆挡检查电路故障,检查结果如下表所示;之后该同学
将开关闭合,又用多用电表的电压挡去检测电路故障,对于接不同位置时电压表示数,下列结果可能正确
的是        。
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用电表示
数
无穷大
无穷大
500 Ω
无穷大
A.U bf =1.0 V            B.U be=1.4 V            C.U bd =1.0 V            D.U de=0 V
3
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(5)丙同学注意到多用电表电阻的刻度线是不均匀的,而直流电流、电压的刻度线是均匀的。他在课本
上查阅到多用电表欧姆表的电路示意图,如图4 所示。请根据欧姆表的电路示意图,结合所学知识分析电
阻的刻度线不均匀的原因        。
【参考答案】  (1)   600     3.50     (2)ADC   (3)  正   (4)  B 
(5) Rx与I不是线性关系
【名师解析】(1)[1][2]由图2 中的实线可知,如果用电阻挡“×100”测量,则读数为6×100Ω=600Ω
如果用“直流5 V”挡测量,分度值为0.1V,需要估读到下一位,则读数为3.50 V。
(2)[3]用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,说明待测电阻比较大,为了得到比较准确的测
量结果,将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 
Ω”, 将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量。故操作顺序为:ADC。
(3)[4]由图2 中的虚线位置可知,此时测的是二极管的反向电阻,此时红表笔接触的是二极管的正极。
(4)[5]由表格数据可知d、e 两点断路,则用多用电表的电压挡去检测电路故障,对于接不同位置时电压
表示数,则有U bf ≈E,U be≈E,U bd =0,U de≈E,故选B。
(5)[6]欧姆调零时,将两表笔短接,则有I g=
E
Rg+r + R1
,测电阻Rx时,根据闭合电路欧姆定律可得
I =
E
Rg+r + R1+ Rx
可得Rx = E
I -( Rg+r + R1)= E
I - E
I g
,可知Rx与I不是线性关系,故电阻的刻度线不均匀。
3. (2024 山东济宁一中质检)在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中,给出的器材有:
A.电流表(量程为0.6mA,内阻未知)
B.电阻箱(0~999.9Ω)
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C.滑动变阻器(0~4kΩ)
D.电位器(0~20kΩ,电位器相当于滑动变阻器)
E.电源(电动势为1.5V,有内阻)
F.电源(电动势为9.0V,有内阻)
G.开关两个,导线若干
(1)首先用“三分之二偏法”测定电流表的内阻,若采用如图1 所示的电路测定电流表的内阻,并且想得
到较高的精确度,在以上给出的器材中,电阻R1应选用___________,电源应选用___________。(填写所
选仪器前的字母即可)
(2)该实验按照以下步骤操作:
A.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大
B.闭合S1,调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的
D.记下R2的阻值为400Ω
(3)图1 中被测电流表的内阻Rg的测量值为___________Ω。若仅考虑系统误差,则电流表内阻测量值比
实际值略___________(选填“大”、“小”)。
(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表,其内部结构如图2 所示。若选用电动势为1.5V 的电源,则R3
应选用___________(填写所选仪器前的字母即可),此挡位欧姆表的中值电阻为___________Ω。
【参考答案】   (1) ①. D   (2) ②. F  (3)  ③. 200    ④. 小   (4) ⑤. C    ⑥. 2500
【名师解析】
(1)如图所示,设电源的电动势为E,内阻为r,S2打开时,设电流表满偏电流为
实验要求R1>>Rg,R1>>r,这样才有
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当S2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值
R 并<Rg<<R1
这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于
,调节R2使电流表
偏为
,所以流过
R2的电流为
,所以
从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变的前提是
故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R1尽可能大,所以R1选用大量程的D,因电流表的满偏
电流确定,故电源电动势也要匹配地选用电动势较大的F。
(3)由以上分析可知,当F 中记录的R2阻值为400Ω,被测电流表的内阻Rg的测量值应为200Ω;当S2闭
合时,R2′和Rg并联,并联后总阻值R 并<Rg,而电阻R1不变,所以S2闭合后的干路电流比闭合前的总电流
要大,即电流大于Ig,而此时电流表支路的电流等于
,那么R2′支路的电流要大于
,那么其电阻
R2′<2Rg,所以用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小。
(4)设电路中除电流表内阻Rg以外其它电阻的总电阻为R,根据全电路的欧姆定律可知
则
解得
R=2300Ω
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故需要选滑动变阻器C。
(5)经过改装后的欧姆表总内阻
根据全电路的欧姆定律可知
当指针指示表盘正中央时,代表
可得
此即为欧姆表在此挡位的中值电阻值。
4. . (2024 高考名校学术联盟押题卷)某同学利用电阻箱等装置,设计实验测量多用电表欧姆表“
”挡
的内阻,该多用电表部分欧姆刻度模糊不清,电流刻度清晰且初始指针指向表盘左侧“0 刻度”处,如图
所示。主要实验步骤如下:
(I)将多用电表选择开关调至“×1”挡后,___________(选填“需要”或“不需要”)进行欧姆调零;
(Ⅱ)把___________(选填“红表笔”或“黑表笔”)插入欧姆表“
”插孔,另一表笔插入“
”插
孔,再把红、黑表笔与电阻箱的接线柱连接,调节电阻箱阻值,读出电阻箱接入的阻值R,记录多用电表
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指针从左往右偏转的电流刻度格数n(设每小格的电流为
);
(Ⅲ)重复操作(Ⅱ),得到多组n 和R 的数据;
(IV)在
坐标系中描点,进行数据处理,得到一条倾斜的直线。
请回答下列问题:
(1)步骤(Ⅰ)中应填___________。
(2)步骤(Ⅱ)中应填___________。
(3)作出直线的斜率为k,纵截距为b,则欧姆表“×1”挡的内阻为___________。(用k、b 表示)
(4)从实验原理来看,欧姆表“×1”挡内阻的测量值___________(选填“小于”、“等于”或“大
于”)真实值。
【参考答案】    ①. 需要    ②. 红表笔    ③. 
    ④. 等于
【名师解析】
(1)[1]调整挡位后,要先进行欧姆调零;
(2)[2]多用电表使用欧姆档时,使用内置电源,根据电流“红进黑出”原则,应把红表笔插入欧姆表“
”插孔;
(3)[3]根据闭合电路欧姆定律
整理得
则
图线的纵截距
斜率
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联立解得
(4)[4] 从实验原理
来看,并不存在系统误差,则所测测量值等于真实值。
5. (2024 年1 月安徽皖豫名校第二次考试)如图所示,图1 为某多用电表中欧姆表的内部电路图,该欧姆
表有“
”及“
”两个挡位可选。图1 中电源的电动势为
,内阻为
,在挡位切换
时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为
,满偏电流为
,定值电阻
。图2 为该多用电表的表盘,欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻,
请回答下列问题:
(1)在正确操作的情况下,图1 中b 表笔应为_________表笔(填红”或黑”)。
(2)若欧姆表的倍率调为“
”挡,则图1 中对应单刀双掷开关应拨至_________位置(填1”或
2”)。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻,发现指针位于20 与30 正中间,则测量值_________(填
“大于”“等于”或“小于”)
。
(3)若将欧姆表的倍率调为“
”挡,进行欧姆调零后接在另一个待测电阻
的两端,稳定后指针指
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在灵敏电流计满偏刻度的
处,则通过计算可知该待测电阻的阻值为
_________
.
(4)若将图1 中单刀双郑开关拨至2 后,进行欧姆调零,当调零完毕时,滑动变阻器接入电路的阻值为
R=_________
。
【参考答案】    ①. 黑    ②. 2    ③. 小于    ④. 75    ⑤. 1409
【名师解析】
(1)[1]在欧姆表的使用过程中,应让电流从红表笔流入,黑表笔流出,黑表笔接内部电源正极,所以b
表笔应为黑表笔;
(2)[2][3]当开关拨至2 时,灵敏电流计满偏时的干路电流为
此时欧姆表的中值电阻为
所以当开关拨至2 时,欧姆表的倍率是“
”,由于刻度盘为左密右疏”,因此小于
;
(3)[4]倍率选择“
”挡时,欧姆表的内阻为
由闭合电路欧姆定律有
指针指在电流计满偏刻度的
位置时,有
解得
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(4)[5]当开关拨至2 时,倍率为“
”挡,欧姆表的内阻为
电路中并联部分的阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻为
6 . (2024 山东潍坊重点高中12 月质检) 某实验小组设计了如图(a)所示的欧姆表电路,仅用一节干电池
通过控制开关S,就可使“欧姆表”具有“×10”和“×100”两种倍率。电路中使用的实验器材如下:
干电池:电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω;
毫安表:满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=125 Ω;
滑动变阻器R0,阻值调节范围足够大;
定值电阻R1、R2和R3,其中R1= 1000 Ω;
开关S,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)按照图(a)连接好电路,表笔1 为_____(填“红”或“黑”)表笔。
(2)当开关S 断开时,将两表笔短接,调节滑动变阻器R0, 使电流表达到满偏,此时R0=_____Ω,“欧
姆表”的倍率是___________(填“×10”和“×100”)。
(3)闭合开关S 使“欧姆表”倍率改变,电阻R2=________Ω。将两表笔短接,调节滑动变阻器R0,使电
流表达到满偏。
(4)保持开关闭合,在表笔间接入电阻R3 (图中未画出),电流表指针指向图(b)所示的位置时,电阻
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R3=______Ω。
【参考答案】  (1)  ①. 红   (2) ②. 374    ③. ×100   (3) ④. 125  (4)  ⑤. 225
【名师解析】
(1)[1]按照多用电表使用规则,红表笔应该接欧姆表内电路的电源负极;
(2)[2]当开关S 断开时,由闭合电路欧姆定律得
解得
[3]开关S 闭合后,电流表满偏时干路电流变大,欧姆表内阻变小,中值电阻变小,欧姆表的倍率变小,故
开关S 闭合时,欧姆表的倍率是小倍率,开关S 断开时的倍率是大倍率,故填“×100”。
(3)[4]闭合开关S,倍率为原来的
,干路电流最大值应为原来的10 倍,则I2=9mA 故有
解得
R2=125Ω
(4)[5] 由图可知此时毫安表读数为0.40mA,则干路电流为4.0mA,电路总电阻为375Ω,而欧姆表此倍
率的内阻为
则可知
R3=225Ω
 
7 . (2024 重庆名校1 月质检)如图所示是一实用型单电源欧姆表电路图,其中
为倍率转换开关,
为欧
姆调零旋钮。表盘一共分为四个倍率挡位,中央电阻的刻度线读数为15,已知电池电动势为
,
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内阻可忽略;电流计的内阻为
,滑动变阻器
最大值为
。
(1)根据图中电源的情况可以判断表笔
应该是______(填“红”或“黑”)色表笔。
(2)当选择开关
合向“4”时,欧姆表对应的倍率挡为______(填“
”“
”“
”或“
”)。
(3)根据题意电流计表头的满偏电流为______
。
(4)若选择开关
合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“
”,结合题中所给条件可以算出
______
(保留到小数点后两位)。
【参考答案】    ①. 红    ②. 
    ③. 
    ④. 
【名师解析】
(1)[1]根据图中电路可知,电流从表笔B 出来,从表笔
进去,根据“红进黑出”可知表笔
应该是是
红表笔。
(2)[2]欧姆表的内阻
由于高倍率内部总电阻大于低倍率内部总电阻,即电流表G 满偏时干路电流越小,倍率越高,因此,当选
择开关
合向“4”时,欧姆表对应的倍率挡为
;
(3)[3]根据题意电流计表头的满偏电流为
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(4)[4]若选择开关
合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“
”,结合题中所给条件可以算出
8. (2024 广东名校开学考试) 电流表G1的量程为0~5mA,内阻为
。把它改装成如图所示的一个多
量程多用电表,电流和电压的测量都各有两个量程。当开关S 接到1 或2 位置时为电流挡,其中小量程为
0~10mA,大量程为0~100mA。
  
(1)对于此多用电表,当开关S 接到位置6 时是______挡;开关S 接到位置5 时的量程比接到位置6 时的
量程______。 
(2)开关S 接位置______(选填“1”或“2”)时是小量程的电流挡,图中电阻
______
。
(3)已知图中的电源
的电动势为9V,短接A、B 表笔进行欧姆调零后,此欧姆挡的内阻为______
。
现用该挡测一未知电阻的阻值,指针偏转到电流表G1满刻度的
处,则该未知电阻的阻值为______
。
【参考答案】  (1)  ①. 电压    ②. 小 (2)   ③. 2    ④. 261 (3)   ⑤. 900    ⑥. 600
【名师解析】
(1)[1]当开关S 接到位置6 时,电流表与电阻
、
串联,电阻
、
起到分压作用,电表为电压表;
[2]开关S 接到位置5 与接到位置6 相比,接到6 时串联的电阻大,分压作用也大,电压表的量程也更大,
因此开关S 接到位置5 时的量程比接到位置6 时的量程小。
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(2)[3]当开关S 接到2 位置时,并联的电阻大,分流小,其电流表的量程小,因此开关S 接位置2 时是小
量程的电流挡;
[4]设开关S 接1 时的最大电流为
,接2 时最大电流为
,由题意可知,当开关接到1 时,有
当开关接到2 时,有
代入数据解得
(3)[5]由上述分析可知,当开关S 接到位置4 时,电路中的满偏电流
根据闭合电路欧姆定律可得
[6]由指针偏转到电流表G1满刻度的
处可得
解得
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