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专题8多用表、电表改装类实验解答总结-实验攻略备战2024年高考物理各类实验解答总结(解析版)_04-物理-高考总复习_专项复习_2024年_2024年高考物理各类实验解答总结解题方法归纳

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专题8  多用表、电表改装类实验解答总结
【本专题涉及到的常见的实验】
各类电学实验
【方法总结提升】
1、电流表和电压表的读数和选用
(1)电表读数
量程
精确度
读数规则
电流表0~3 A
0.1 A
与刻度尺一样,采用估读,读数规则较简
单,只需要精确值后加一估读数即可
电压表0~3 V
0.1 V
电流表0~0.6 A
0.02 A
估读位与最小刻度在同一位,采用估读
电压表0~15 V
0.5 V
估读位与最小刻度在同一位,采用估读
(2)电表的选用
根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表.首先保证流过电流表的电流和加在电
压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般取满偏
的~左右),以减少实验误差.
2、电压表的改装
(1)原理:
很小,不能直接换刻度测电压,需要串联一个如图所示的分压电阻。
(2)分压电阻的计算:由串联电路的特点知:
则:
因为电压扩大表头量程的倍数:
所以
改装后电压表的总电阻为
R总=nR g 。
注:相同的表头改装成的不量程的电压表串联,指针偏转角度相同。
2、电流表的改装
(1)原理:
很小,不能直接换刻度测电流,需要并联一个如图所示的分流电阻。
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(2)分流电阻的计算:由并联电路的特点知
则:
因
为电流扩大表头量程的倍数:
所以
改装后电压表的总电阻为
R总= Rg
n
注:相同表头改装成量程不同的电流表并联,指针偏转角度相同。
3、欧姆表的改装:
(1)主要部件:表头、可调电阻、电源、红黑表笔等。电路如图。
(2)原理:由闭合电路欧姆定律得:
, 
,
与
不成正比,
时,
。
(3)刻度盘的特点:
①零刻度线在最右端,从右向左读数;
②刻度不均匀,前疏后密。中值电阻附近误差小。
欧姆调零:
,
中值电阻:
,则
Rx=R中=R+Rg+r=R内= ε
I g 。
任意电阻:因为:
I=
ε
R中+Rx 所以:
Rx=ε
I −R中
(4)使用方法:
2
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①首先机械调零;
②再欧姆调零,即两表笔直接短接,调整
,让指针指在欧姆表盘最右端零刻度处;
③连接被测电阻,读出刻度盘示数
,
,其中
为档位倍数。若指针偏右,需缩
小倍数,选
小的档位;若指针偏左,需放大倍数,选
大的档位。(小大大小)
④每换一次档位,需重新调零。
(5)多用电表的电路结构:
①当B 接1、2 时多用表测电流且1 的量程比2 的大。
接1:根据电表改装原理有:
R1= Rg+R2
n−1
接2:根据电表改装原理有:R1+R2=
Rg
n−1
②当B 接3 时多用表测电阻:
I=
E
R6+Rg
' +r+Rx 其中
Rg
' = Rg( R1+R2)
Rg+( R1+R2)
③当B 接4、5 时多用表测电压且5 的量程比4 的大。
接4:根据电表改装原理有:R4=(n−1)Rg
'
其中
Rg
' = Rg( R1+R2)
Rg+( R1+R2)
接5:根据电表改装原理有:R4+R5 =
Rg
'
n−1 其中
Rg
' = Rg( R1+R2)
Rg+( R1+R2)
(6)、多用电表使用注意事项
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①欧姆表中电流的方向。从黑表笔流出,经过待测电阻,从红表笔流入。
②多用电表在使用前,一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差,应调整机械零
点;测电阻前要进行欧姆调零。
③合理选择电流、电压挡的量程,使指针尽可能指在表盘中央附近;
④测电流电压时红表笔接高电势。
⑤测电阻时,待测电阻要与别的元件断开,切不要用手接触表笔;
⑥合理选择欧姆挡的量程,使指针尽可能指在表盘中央附近;
⑦换用欧姆档的量程时,一定要重新调整欧姆零点;
⑧换挡原则:“小大大小”
⑨要用欧姆档读数时,注意乘以选择开关所指的倍数;
【例题1】某学习小组探究“小灯泡发光时的电压与电流的关系”,实验器材如下:
小灯泡(额定电压为
,额定功率为
)
电池组(电动势E 约为
,内阻忽略不计);
电流表
(量程
,内阻约为
);
电流表
(量程
,内阻为
);
电阻箱R(阻值
);
滑动变阻器
(阻值
);
开关一只,导线若干。
主要实验步骤如下:
(1)将电流表
与电阻箱R         (选填“串联”或“并联”)改装为量程
的电
压表,此时电阻箱接入电阻的阻值为         
;
(2)在答题纸虚线框内补全实验电路图(      )。为保护电路,实验开始前应将滑动变阻
器的滑片滑动到         (选填“a 端”或者“b 端”);
(3)测得的
表的多组数据
,作出小灯泡的
图线如图所示。若将该小灯
泡直接接到一个电动势为
、内阻为
的旧电池组两端,小灯泡两端的电压  
 
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(选填“会”或“不会”)超过额定电压。
【答案】       串联     950/950.0     
     a  
会
【解析】(1)要改装成量程为3V 的电压表,应串联一个分压电阻,其阻值为
(2)小灯泡的电阻远小于电压表的内阻,属于小电阻,电流表采用外接法。电路图如图所
示
开关S 闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于a 端使待测支路电压为零。
(3)旧电池阻与小灯泡组成闭合电路,路端电压
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路端电压
,则有
图像如图所示
图象交点应该在坐标轴描点最后一点的上方,此时电流I2>2.5mA 灯泡两端电压
因此小灯泡两端的电压会超过额定电压
【例题2】某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻
的压阻效应,然后
将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻
的阻值变化范围为50Ω~250Ω。
供选择的实验器材如下:
A.电源E(电动势为3V,内阻不计)
B.电流表
(量程为3mA,内阻
)
C.电流表
(量程为30mA,内阻
约为1Ω)
D.电压表V(量程为15V,内阻约为5kΩ)
E.电阻箱
(0~9999.9Ω)
F.定值电阻
G.开关S 及导线若干
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(1)为了较准确地测量电阻
,请在图甲中虚线框内将测量电阻
的实验电路图补充完
整,并在图中标出所选器材的符号。
(2)要测量电阻
,在电阻
上加一个竖直向下的力F,闭合开关S 后,根据所设计的
电路需要测量和记录的物理量有        。
A.通过电流表
的电流
      B.通过电流表
的电流I2
C.电压表V 两端的电压U      D.电阻箱
的电阻
(3)该同学根据实验测量结果,作出压敏电阻
随所加外力F 的
–F 图像,如图乙所
示。该同学将这种压敏电阻
与一个量程为3V 的理想电压表按如图丙所示电路改装成测
量压力的仪表,已知电源
,内阻不计,为了使改装后的压力表的量程为0~100N,
压力为100N 时对应电压表3V 的刻度,则定值电阻
        Ω,电压表2V 刻度对应压
力表        的刻度。
【答案】       
     ABD/BAD/DAB/DBA/BDA/ADB     150 
50N
【解析】(1)由于器材中所给电压表的量程远大于电源电压,所以需要用电流表与电阻箱
串联改装成电压表,实验电路如下图所示
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(2)由实验原理可知,电流表A1和R1串联后和Rx并联,根据欧姆定律得
所以需要读取的数据为电流表A1和A2的读数I1、I2,电阻箱的阻值R1,故ABD 正确,C 错
误。
故选ABD。
(3)由图乙可知
由图丙利用欧姆定律得
由题意,F=100N 时,U=3V 可得
将U=2V 代入,得
F=50N
【例题3】如图1 为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E 是电池;R1、R2、
R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表
笔相连。该多用电表有5 个挡位,5 个挡位分别为直流电压1V 挡和5V 挡,直流电流1mA
和2.5mA 挡,欧姆×100Ω 挡。
(1)测量时,接线柱B 接的是      (填“红”或“黑”)表笔;若开关B 端是与“1”相
连的,则此时多用电表的挡位为      挡;(填题干中所给5 个挡位中的一个)
(2)电路中R4与R5的比值      (填“大于”“小于”或“等于”)
;
(3)若电池E 的电动势为1.5V,当把开关B 端接到位置3,短接A、B 表笔进行欧姆调零
后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G 满偏刻度的
处,则该电阻的阻
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值为      Ω。电池E 使用时间较长,电池的电动势变小、内阻变大;重新调零后,实验要
求若被测电阻阻值等于中值电阻时,测量的相对误差
能超过
,则电池
电动势降低为      V(结果保留两位有效数字)时必须更换电池;
(4)另一个同学设计了一只简易欧姆表,并将表盘的电流刻度转化为电阻刻度;其电路如
图2 所示。关于该欧姆表,下列说法正确的是      。
A.电阻刻度的零位在表盘的左端
B.表盘上的电阻刻度是均匀的
C.测量前,需要红、黑表笔短接调零
D.测量后,应将开关S 断开
【答案】       红     2.5mA     小于     500     1.4     AD#DA
【解析】(1)由图1 电路可知,电流从接线柱A 流出,从接线柱B 流进,根据“红进黑
出”可知,测量时,接线柱B 接的是红表笔;
由图1 可知,“1”“2”接线柱电路中,表头最终与电阻并联,因此这两个接线柱均为改装电
流表,若开关B 端是与“1”相连的,表头满偏时,通过电路的干路电流,大于开关B 端是
与“2”相连时通过电路的干路电流,即开关B 端是与“1”相连的,则此时多用电表的挡位
为2.5mA 挡。
(2)“4”“5”接线柱电路中,表头最终与电阻串联,因此这两个接线柱均为改装电压表,
且接“5”时承受电压大一些,即接“4”“5”分别为直流电压1V 挡和5V 挡,则表头满偏时,
开关B 端分别与“4”“5”相连时有
,
解得
即电路中R4与R5的比值小于
。
(3)结合上述,开关B 端接到位置3,短接A、B 表笔进行欧姆调零时,欧姆表内阻为
即欧姆表的中值电阻为
,则指针偏转到电流表G 满偏刻度的
处时有
解得
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令欧姆表内部改装电流表的满偏电流为IA,则有
若被测电阻阻值等于中值电阻,即被测电阻阻值等于欧姆表内阻,则有
测量的相对误差
能超过
,则有
其中
解得
(4) A.图2 中欧姆表进行欧姆调零时,将A、B 接线柱短接,A、B 接线柱接入电阻为零,
即待测电阻为零,此时表头被短接,通过表头的电流也为零,可知电阻刻度的零位在表盘
的左端,故A 正确;
B. A、B 接线柱接入待测电阻后,通过表头的电流
可知,电流与待测电阻的阻值不是线性关系,即表盘上的电阻刻度是不均匀的,故B 错误;
C.根据上述可知,电阻刻线0 与电流刻线0 重合,则测量前,不需要红、黑表笔短接调零,
故C 错误;
D.为了确保电表安全,测量后,应将开关S 断开,否则,表头始终有电流通过,故D 正确。
故选AD。
【例题4】某多用表内部的部分电路如图所示,已知微安表表头内阻
,满偏电流
,定值电阻
,
,电源电动势
,则该多用表
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(1)A 接线柱应该是与        (填“红”或“黑”)表笔连接;
(2)当选择开关接        (填“a”或“b”)档时其对应的电阻档的倍率更高;
(3)若选a 档测量电阻,则原表盘
,对应的电阻刻度值应当为        
;原表盘
的刻度,对应的电阻刻度值应当为        
。
【答案】       黑     b     300     900
【解析】(1)为了保证表头正常工作,内部电源正极应与黑表笔连接,故A 接线柱应接黑
表笔;
(2)开关接a 时,R2与电流表串联后与R1并联,接b 时,R1与R2串联后与表头并联,则
可知接b 时满偏电流较小,由闭合电路欧姆定律可知,对应的电阻较大,对应的倍率更高,
故b 对应较大的倍率;
(3)若选a 挡测量电阻时,R2与电流表串联后与R1并联,满偏电流为
故内电阻为
当电流表指针为
时,此时电流为满偏电流的一半,故测量电阻与欧姆表内电阻相等,
故对应的阻值为300Ω。
原表盘
的刻度,电流为
对应的电阻刻度值应当为
1.某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。
(1)先用多用电表的
直流电压挡粗测该电池的电动势,将多用电表的红表笔与电池
的(填“正”或“负”)        极相连,黑表笔与电池的另一极相连,多用电表的示数
如图甲所示,则粗测的电池电动势为        V。
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(2)要精确测量电池的电动势和内阻,小组成员设计了如图乙所示的电路,
为定值电
阻,R 为滑动变阻器,两个直流电压表
、
均可视为理想电表。
①请根据图乙所示电路图,在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接。
②实验中移动滑动变阻器的滑片,分别读出电压表
和
的多组数据
、
。利用测出
的数据描绘出
图像如图丁所示,图中直线的斜率为k,截距为a,可得电池的电动
势
        ,内阻
        。(用k、a、
表示)
【答案】       正     
     见解析     
     
【解析】(1)测量电压时,电流从外部流入多用电表,流入方向是“红进黑出”,所以多
用电表的红表笔与电池的正极连接。
如图所示,粗测得的电动势为
(2)根据电路图连接的实物图如下图所示
由于直流电压表
、
均为理想电表,根据闭合电路的欧姆定律可得
整理可得
图中直线的斜率为k,截距为a,则
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解得
2.某实验小组为了测量一段长度为L 的电热丝的电阻率,进行了如下实验操作:
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径,其中某次测量结果如图甲所示,则电热丝的直径
d=           mm。
(2)先用欧姆表粗测其电阻值。选用“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏
转角较小,因此需重新选择           (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,重新欧姆
调零后再测量时欧姆表示数如图乙所示,则电热丝的电阻值为           Ω。
(3)为更准确测量电热丝的电阻R,使用下列器材:
电源E,电动势约为6V,内阻可忽略不计;
电压表V,量程为0~3V,内阻
;
电流表A,量程为0~50mA,内阻
;
定值电阻
,
;
滑动变阻器R,最大阻值为20Ω;
单刀单掷开关S 一个,导线若干。
①要求测量尽可能准确,并测量较多组数据,请在如图所示虚线框中画出测量电阻
的实
验电路图(图中标明所选器材的符号)         。
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②由实验电路图计算电热丝的电阻率的表达式为
           (电流表与电压表的示数
分别用I 和U 表示)。
③该电阻率的测量结果           (选填“有”或“无”)系统误差。
【答案】       0.870     ×100     
     
(
)     
或
     无
【解析】(1)根据螺旋测微测量原理,图中螺旋测微器测量的读数为
(2)用欧姆表“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小,说明欧姆表
指针较靠左侧,即指在阻值较大刻度处,说明待测电阻阻值较大,因此需重新选择高倍率 
“×100” 的挡位。
图中欧姆表读数为
(3)①②要求测量较多组数据,则滑动变阻器采用分压式接法。由电源电动势约为6V,
则待测电阻的最大电流约为
而题中所给电流表量程太大,电压表的量程不够,由两表内阻均为定值,且有一个定值电
阻,故应进行电表改装。若扩大电压表量程,定值电阻阻值太小,量程仍不够,因此可以
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将电压表改装成电流表,而电流表当电压表,则电路图如图
则待测电阻的阻值表达式为
又由电阻的决定式
两式联立解得电阻率的表达式为
或者也可以采用电流表外接法,为增大电流,将定值电阻
与待测电阻并联,如图
则待测电阻的阻值表达式为
联立电阻的决定式解得,电阻率的表达式为
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③由上述分析可知,该电阻率的测量结果无系统误差。
3.实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻
的电阻率
。
①该同学首先用游标卡尺测得该圆柱体的长度,再用螺旋测微器测得该圆柱体的直径d 如
图甲所示,则
           
;
②该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为
,为精确测量其电阻阻值,现有
的干电池组、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表
,内阻约
B.电流表
,内阻
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
测量电路如图乙所示,图中分流电阻
应选            (填器材前面的序号);
某次实验中电压表读数为U、电流表读数为I,则该圆柱体的电阻表达式为
  
 
(用字母
表示)。
【答案】       3.851/3.852/3.853     D     
【解析】①由图示螺旋测微器可知,其示数
②通过圆柱体电阻的最大电流约为
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应并联一个分流电阻,其阻值为
图中分流电阻
应选D。
该圆柱体的电阻表达式为
4.某温度传感器设计电路如图甲所示,要求从表盘上直接读出温度值(电流表满偏时指针
所指刻度为0℃),其中保护电阻
,调零电阻
的可调范围是0~100Ω,理想电
流表量程为0~6mA,电源电动势E=3V(内阻不计),金属热电阻的阻值R 与温度t 的对
应关系如图乙所示。
(1)要对温度传感器进行调零,调零电阻
应调为            Ω。
(2)将电流表刻度线改为温度刻度线后,温度刻度线是            (选填“均匀”或
“不均匀”)的。
(3)测量温度时,若要求电表指针偏转不低于满量程的
,则该传感器的温度测量范围是
0~         ℃。
(4)由于电池老化,电动势会小于3V,传感器测得的温度值            (选填“大于”
“等于”或“小于”)真实值。
【答案】       60     不均匀     1200     大于
【解析】(1)电流表满偏时指针所指刻度为0℃,田乙图可知
根据
可得
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(2)根据图乙可知金属热电阻的阻值随温度升高而均匀增大,由
可得
可知
与R 并非线性关系,故温度刻度线是不均匀的。
(3)由图乙得金属热电阻的阻值与温度的关系式为
电表指针偏转等于满量程的
时,有
代入
可得
代入
可得
(4)电动势减小时,可通过调小调零电阻
使
仍成立,则
当温度为
,电流对应为
时,有
则
故传感器测得的温度值大于真实值。
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5.佳佳同学在做“练习使用多用电表”的实验时,进行了如下测量:
(1)测量电路的电压时,选用直流
量程,指针位置如图中a 所示,该电路两电压为   
。
(2)测量电路的电流时,选择开关处在电流“
”挡,指针位置如图中b 所示,被测
电流的值为       
。
(3)某欧姆表由于长时间未使用,电源电动势和内阻发生了明显变化,导致无法进行欧姆
调零。小佳同学用如图甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时选择欧姆表“
”
挡位,已知毫安表的量程为
,内阻约为
。
①在电路连接时,要注意毫安表的“
”接线柱要与欧姆表的        (填“红”或
“黑”)表笔相连;
②调节电阻箱的阻值,当毫安表的读数为
时,欧姆表指针偏转到整个表盘
位置的
刻度处,如图乙所示,则欧姆表表头
的量程为       
;
③连续调节电阻箱的阻值,记录多组电阻箱阻值
租通过毫安表的电流
,做出
图像,
如图丙所示,则电源的电动势
       
。在不考思实验偶然误差的情况下,电源电动
势的测量值        (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】       20.5     6.0     红     500     5     等于
【解析】(1)测量电路两电压时,选用直流50V 量程,指针位置如图中a 所示,读数时要
读中间的刻度盘,最小刻度为1V,则该电路两电压为20.5V。
(2)测量电路的电流时,选择开关处在电流“
”挡,指针位置如图中b 所示,读数
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时要读中间的刻度盘,最小刻度为
,被测电流的值为
。
(3)①电流从欧姆表的红表笔流入,从毫安表的“
”接线柱流出,所以毫安表的“
”
接线柱要与欧姆表的红表笔相连;
②设欧姆表表头G 的量程为
,由题意可得
解得欧姆表表头
的量程为
③设回路中除电阻箱之外的总电阻为,根据闭合电路欧姆定律有
整理得
可知
图像的斜率等于电源的电动势,则有
根据实验原理可知并未引入由于电表内阻而产生的系统误差,则有
可得
可知在不考虑实验偶然误差的情况下,
图像的斜率仍然等于电源的电动势,则电源电
动势的测量值等于真实值。
6.某多用电表的欧姆挡内部电路示意图如图甲所示,该多用电表长时间未使用。
(1)王同学在对该表进行欧姆调零时,该多用电表的B 表笔应为      (填“红”或
“黑”)表笔。
(2)由于长时间未使用,该表内部电源电动势发生了较大变化,导致无法进行欧姆调零。
为了测得现在的电源电动势,王同学将毫安表和电阻箱串联在两表笔间,实验电路如图乙
所示,实验时选择欧姆表“×1”挡位,调节电阻箱的阻值,当毫安表的读数为100mA 时,
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欧姆表指针恰好指在整个表盘的中央刻度处,则欧姆表表头G 的量程为      mA。
(3)连续调节电阻箱的阻值,记录多组电阻箱阻值R 和通过毫安表的电流I,作出
图
像如图丙所示,则电源的电动势E=      (用a 和b 表示);该方法测得的电动势  
 
(填“有”或“无”)系统误差。
(4)该同学观察到欧姆表指针恰好指在整个表盘的中央刻度处的数值为15,则该欧姆表
在可以正常使用的情况下,电源的电动势为      V。(结果保留两位有效数字)
【答案】       黑     200     
     无     3.0
【解析】(1)电流从欧姆表的红表笔流入,该多用电表的B 表笔应为黑表笔。
(2)设欧姆表表头G 的量程为Ig,由题意可得
解得
Ig=200mA
(3)设回路中除电阻箱之外的总电阻为r,根据闭合电路欧姆定律有
整理得
电源的电动势为
由于表达式中
r 为回路中除电阻箱之外的总电阻,包含了毫安表的内阻,可知该方法测得的电动势无系
统误差。
(4)欧姆表指针恰好指在整个表盘的中央刻度处的数值为15,电源的电动势为
7.如图所示,通过调节开关S,可使欧姆表具有“
”和“
”的两种倍率,可用器材
如下:
A.干电池(电动势
,内阻不计);
B.电流表G(满偏电流
,内阻
);
C.定值电阻
(阻值为5.0Ω);
D.滑动变阻器
(最大阻值为150Ω);
E.定值电阻
、
;
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F.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)表笔B 是        (填“红”或“黑”)表笔。
(2)虚线框内是双量程电流表,已知
,当S 接a 时,对应电流表量程是0~0.1A,
那么定值电阻
        Ω。
(3)当开关S 拨向        (填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“
”。欧姆调零后,
欧姆表内阻为        Ω。
(4)由于欧姆表搁置时间较长,因此其电源电动势变小,内阻变大,那么正确操作测电阻
时,真实值比测量值        (填“大”或“小”)。
【答案】       黑     9     b     300     小
【解析】(1) 电流从黑表笔流出,从红表笔流入,所以B 表笔是黑表笔。
(2) 根据并联电路分流特点有
,
解得
(3)  设S 接b 时对应满偏电流为I,根据并联电路分流特点
即S 接b 时对应电流表量程是0~10mA,得欧姆表内阻
由(2)知当S 接a 时,对应电流表量程是0~0.1A,即
得欧姆表内阻
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所以S 接b 时是较大倍率
。欧姆调零后,其内阻为300Ω。
(4) 电源内阻变大不会产生误差,电动势减小,测量值偏大,所以真实值比测量值小。
8.某物理爱好者设计了一个三挡位(“
”“
”“
”)的欧姆表,其内部结构
如图所示,K 为单刀三掷开关,R 为调零电阻,
、
、
为定值电阻,表头G 的满偏电
流为
,内阻为
,干电池的电动势为E,内阻为r。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值。
回答下列问题:
(1)欧姆表的表笔分为红、黑两种颜色,红色表笔应该连接在图中        处(填“a”或
“b”)。
(2)当欧姆表的挡位为“
”时,应将单刀三掷开关K 与        接通(填“1”“2”或
“3”)。
(3)定值电阻
、
、
的阻值之比为
        。
(4)若从“
”挡位换成“
”挡位,再进行欧姆调零时,调零电阻R 的滑片应该   
调节(填“向上”或“向下”)。
(5)在“
”挡位进行欧姆调零后,在ab 两表笔间接入阻值为
的定值电阻
,
稳定后表头G 的指针偏转到满偏刻度的
;取走
,在ab 两表笔间接入待测电阻
,稳
定后表头G 的指针偏转到满偏刻度的
,则
        
。
【答案】       a     1     
     向下     4000
【解析】(1)电流从红表笔流进,黑表笔流出,欧姆表红表笔与内部电源负极相连,故图
中红色表笔应该连接在a 处。
(2)当开关K 拨向1 时,回路中满偏电流小,欧姆表内阻大,中值电阻大,能够接入待测
电阻的阻值也更大,倍率较大,即挡位为“
”。
(3)当开关K 拨向1 时,回路中满偏电流为
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当开关K 拨向2 时,回路中满偏电流为
当开关K 拨向3 时,回路中满偏电流为
依题意,回路中满偏电流应满足
联立解得定值电阻
、
、
的阻值之比为
(4)从“
”挡位换成“
”挡位,即开关K 从2 拨向3,满偏时干路电流增大,再进
行欧姆调零时,a、b 接时回路总电阻减小,调零电阻接入电路的阻值减小,因此滑片向下
滑动。
(5)在“
”挡位进行欧姆调零,则有
在ab 两表笔间接入阻值为
的定值电阻
,稳定后表头G 的指针偏转到满偏刻度的
,则有
在ab 两表笔间接入待测电阻
,稳定后表头G 的指针偏转到满偏刻度的
,则有
联立解得
则
9.如图甲为某同学设计的多档位欧姆表的原理图,其中所用电源电动势
,内阻
,表头满偏电流
,内阻
。3 个档位分别为
档位、
档位、
档位,且定值电阻
。
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(1)红表笔为        (填A 或B),求
的阻值为        Ω;(保留两位有效数字)
(2)如右上图所示为该多用表表盘,某同学要测量一个阻值约为
的电阻,为保证测
量误差尽量的小,应该将开关置于        (填“1”或“2”或“3”),欧姆调零后,测得电
阻的阻值如图乙所示,则该读数为        Ω;
(3)该同学实验时,由于电池老化,导致测量结果出现偏差。经测量该电动势小于3V,
内阻大于1Ω,但仍可调零,则被测电阻测量值        真实值(填“大于”或者“小于”)
【答案】       A     1.0     2     110     大于
【解析】(1)红表笔与内部电源的负极连接,即红表笔为A。
当图中开关接空位置“3”时,此时内阻
即此时的挡位应该是
挡,因
,可知接
时欧姆挡对应于
挡,此时欧姆
表内阻应该为
,根据
可得
由于
可得
(2)要测量一个阻值约为
的电阻,为保证测量误差尽量的小,应使指针尽量指向表
盘中间位置,选择挡位 “
”。由上分析知,应该将开关置于“2”位置。
该电阻的阻值为
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(3) 设滑动变阻器阻值为
,待测带电阻
,则欧姆调零时有
测量电阻时有
可得
由于电池老化,该电动势小于3V,内阻大于1Ω,可知电流
偏小,指针偏转角度偏小,
所以导致电阻测量值偏大。
10.某学习小组将一内阻为
、量程为
的微安表改装为量程为2.0mA 的电流表,
后又把该电流表改装为一欧姆表。
(1)把该微安表改装为量程为2.0mA 的电流表需要      (填“串联”或“并联”)阻
值
      
的电阻。
(2)把该微安表改装为量程为2.0mA 的电流表,下列说法正确的是      。
A.改装原理为并联电阻能增大通过表头G 的电流
B.改装后,表头G 自身的电阻减小了
C.改装后使用时,表头G 本身的参量都不变,整个并联电路允许通过的电流增大
(3)取一电动势为3.0V、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得
2.0mA 的电流表连接成如图甲所示欧姆表,其中B 为      (填“红”或“黑”)表笔,
该欧姆表的内阻为      
,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如
图乙所示,图乙所测电阻为      
。
【答案】       并联     200     C     黑     1500     1300
【解析】(1)根据电流表改装原理,把该微安表改装为量程为2.0mA 的电流表需要并联
分流电阻。
根据电流表改装原理有
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解得
(2)A.把表头G 改装成电流表应并联一个分流电阻,并联电阻后,通过表头G 的最大电
流以及表头两端的最大电压均不变,故A 错误;
B.改装后,表头G 自身电阻不变,改装后电流表总电阻减小了,故B 错误;
C.改装后使用时,表头G 本身的参量都不变,改装后电流表总电阻减小,整个并联电路
允许通过的最大电流增大,故C 正确。
故选C。
(3)由图可知,电流从A 流入多用电表,则A 为红表笔,B 为黑表笔。
根据电源以及电流表量程,该欧姆表的内阻为
结合中值电阻刻度可知,欧姆挡倍率为“
”挡,图乙所测电阻为
11.某科技小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
A 小组的同学对电量百分比为
的充电宝进行了如下实验:两只数字多用表分别作为电
压表和电流表;滑动变阻器
用于改变电路中的电流;
作为保护电阻,以防止滑动
变阻器调节过度导致短路;电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路。剥开
充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其
余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。
(1)图甲中作为电流表的多用电表是        (填“A”或“B”)。
(2)通过实验作出
图像如图乙所示,则可得到充电宝的电动势
        ,内阻
        (计算结果保留两位小数)。
(3)若考虑电表内阻,则充电宝内阻测量的结果        (选填“偏大”“准确”“偏
小”)。
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B 小组的同学利用如下器材对电量百分比为
的同一充电宝进行了实验:除蓄电池、开
关、导线外,可供使用的实验器材还有
A.电阻箱
(量程为
)
B.电压表
(量程
,内阻
)
C.定值电阻
D.定值电阻
小组同学将电压表进行了改装为量程为
后用如图丙所示电路图进行测量。
(4)在1、2 处分别放上定值电阻,则1 处应选择的定值电阻为        (填“
”或者
“
”)。
(5)电压表的读数为
,电阻箱的读数为
,将测得的数据绘制成
图像,如图丁所
示,可得出的结论为当充电宝的电量百分比发生变化时,其电动势将        ,内阻  
 
(以上两空均选填“变大”“变小”或“基本不变”)。
【答案】       B     5.06V/5.07V/5.08V     
/
/
/
/
  
 
偏小     
     基本不变     基本不变
【解析】(1)电流表应与滑动变阻器串联,故图甲中作为电流表的多用电表是B。
(2)根据闭合回路欧姆定律可得
可得
根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势
充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值
(3)由于电压表的分流作用,电流测量值小于真实值,当外电路短路时电流测量值等于真
实值,电源U-I 图像如图所示
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所以内阻的测量值偏小。
(4)小组同学将电压表进行了改装为量程为
,则需要串联的电阻为
则1 处应选择的定值电阻为
。
(5)电路的欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得
,
所以当充电宝的电量百分比发生变化时,其电动势将基本不变,内阻基本不变。
12.一根粗细均匀,中空的柱形导电元件,其横截面及中空部分均为正方形,如图甲所示。
某同学想知道中空部分正方形的边长a 的大小,但a 太小,无法直接测出,他设计了如下
实验进行测量,已知该元件的长度L=10m 及电阻率
。
该同学进行了如下实验步骤:
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(1)用螺旋测微器测得该元件横截面外边长b=5.500mm;
(2)用多用电表粗测该元件电阻阻值,多用电表的“Ω”挡有“×1”,“×10”、“×100”和
“×1k”四挡,选用“×100”挡测量时,发现指针偏转角度过大,换用相邻的某倍率,重新调
零后进行测量,结果如图乙所示,则该元件的电阻值为      Ω。
(3)为精确地测量该导电元件的电阻阻值,可供选择的器材如下:
A.待测导电元件Rx
B.电流表
(量程600mA,内阻约为lΩ)
C.电流表
(量程150m,内阻约为20Ω)
D.电流表
(量程30mA,内阻为50Ω)
E.滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)
F.直流电源E(电动势约为12V,内阻不计)
G.定值电阻
H.定值电阻
I.开关一只,导线若干
①所用电流表应选择      和      ;定值电阻应选择      (选填所选器材前的字母序
号)。并将实验电路图画在图丙虚线框内,标明所选器材后的字母代号        。
②实验中调节滑动变阻器,测得多组电流值I、
,做出
的图像如图丁所示,可
得该导电元件的电阻的测量值为      Ω,则该元件横截面的内边长a 为      mm。(结
果均保留3 位有效数字)
【答案】       110     C     D     H     
     100 
30
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1.5
【解析】(2)选用“×100”挡测量时,发现指针偏转角度过大,说明倍率太大,因此要减
小倍率,选择“×10”挡,则由图乙可读得该原件的电阻值为
(3)电源电压为
,待测电阻约为
,则用直除法可知电流表选择量程为150mA 的
即可满足实验要求;另所给器材中没有电压表,因此要用已知内阻的电流表进行改装,
而内阻已知的电流表只有
;要改装的电压表的量程需接近电源电压,则根据电压表的改
装原则
可知定值电阻需选用
的
。
根据电路图可得
即
代入图中数据解得
由电阻定律有
代入数据解得
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