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第52 讲 实验12 用多用电表测量电学中的物理量
1.(2025·广西·高考真题)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势
,内阻不计),电流表(满偏电流
,内阻
),电阻
,滑动变阻器
,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B ,再调节滑动变阻器,使电流表示数为
,此时滑
动变阻器的阻值为
。
(2)调零后,在A、B 间接入电阻
,当电流表示数为
时,
为
。
【答案】(1) 短接
14.4
(2)10
【详解】(1)[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B
点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G 满偏的状态,即让G 表示数为
;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)当欧姆表的示数是60μA 时,根据
,
代入数据可得
2.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测
量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。
真题演练
实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b 接点,调节滑片位置,记录电流表示数I 和a、b 间电压
;
③表笔分别连a、c 接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c 间电压
;
④表笔分别连b、c 接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c 间电压
,计算
;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出
、
及
曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b 间的电压时,红表笔应连 接
点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“
”位置,电表示数如图(c)所示,此时电
表读数为 V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是 (填“
”或“
”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时, (填“甲”或“乙”)曲线与
曲线更接近。
【答案】(1)a
(2)0.377/0.376/0.378
(3)
(4)甲
【详解】(1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b 间的电压时,红表笔应连a 接
点。
(2)0.5V 的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3)由图可知,当表笔分别连a、c 接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则
当表笔分别连a、b 接点时测得是元件两端的电压和电流,则
由于
所以相同电流情况下,
故图(b)中乙是
曲线。
(4)由题意可知,
图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表
明,当此元件阻值较小时,甲曲线与
曲线更接近。
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改
装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个
的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是
的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“
”位置。 ②把选择开关旋转到“
”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是_________。(单选,填正确答案标号)
A.①③④
B.②③④
C.②④③
D.①④③
(2)若将一个内阻为
、满偏电流为
的表头改装为量程
的电压表,需要
(填“串联”或“并联”)一个
的电阻。
(3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻
及一个电阻
(
)组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间
的电压,测得数据如表:
接线柱
1 和2
2 和3
3 和4
1 和4
2 和4
1 和3
U/V
0
1.53
0
0.56
1.05
0.66
根据以上数据可判断,直流电源E 处于 之间,电容器C 处于 之间,电阻
处于 之间。(填“1 和2”“2 和3”“3 和4”或“1 和4”)
【答案】(1)B
(2) 串联
(3) 2 和3 1 和4 1 和2
【详解】(1)要测量一个阻值约为
的电阻,需要选择电阻“
”挡,即把选择开关
旋转到“
”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零。
故选B。
(2)[1][2]将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
(3)[1][2][3]用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E 处于2 和3 之间;接1
和2、3 和4 时电压表示数为0,接1 和4 时电压表有示数,则1 和2、3 和4 之间为电阻,电
容器在1 和4 之间;接1 和3 时电压表示数比接2 和4 时小,则1 和2 之间的电阻阻值比3 和
4 之间的大,即1 和2 之间电阻为
,3 和4 之间电阻为
。
4.(2025·安徽·高考真题)某同学设计了一个具有两种挡位(“
”挡和“
”挡)的欧
姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E 的标称值为
,内阻r 未知),
电流表G(表头)的满偏电流
,内阻
,定值电阻
,滑动变阻器
R 的最大阻值为
。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关
,此时欧姆表
处于“
”挡,将红表笔与黑表笔 ,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向
(选填“0”或“
”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为
的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的
(选填“
”或“
”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的
虚线位置,则该电阻的测量值为
。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电
动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(
)接在两表笔间,接着闭合
、断开
,将滑
动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为
时,指针指向
“15”刻度位置(即电路中的电流为
);当电阻箱的阻值调为
时,指针指向“0”刻
度位置(即电路中的电流为
)。由测量数据计算出电源电动势为
。(结
果保留2 位有效数字)
【答案】(1) 短接 0
(2)
160/160.0
(3)2.8
【详解】(1)[1][2]测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关
,此时欧姆表处于“
”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指
针指向0 刻度位置。
(2)[1]用该欧姆表对阻值为
的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的
挡;
[2 进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值
为
(3)根据闭合电路欧姆定律
,
代入数据
,
联立可得
,
5.(2025·湖南·高考真题)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导
电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关
旋转到“
”挡,正确操作后,指针位置如图1 所示,则读数为
。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E 电动势
,内阻可忽略,
电压表量程
,内阻约
,电流表程
,内阻约
。实验中要求滑动
变阻器采用分压接法,在图2 中完成余下导线的连接 。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻
率
(用R、a、b、c 表示)。
(4)测得不同压力F 下的电阻R,算出对应的电阻率
,作出
图像如图3 所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4 所示。报警器在两端电压大于或等于
时启动,
为水泥块,
为滑动变阻器,当
的滑片处于某位置,
上压力大于或等
于
时,报警器启动。报警器应并联在 两端(填“
”或“
”)。
(6)若电源E 使用时间过长,电动势变小,
上压力大于或等于
时,报警器启动,则
(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 8000 见解析
大于
【详解】(1)[1]多用电表选择开关旋转到“
”挡,故根据图1 可知读数为
;
(2)[2]长方体导电水泥块样品的电阻
,故采用电流表内接法;实验中要求滑动
变阻器采用分压接法,故连接实物图如图
(3)[3]根据电阻定律
可知
(5)[4]根据图3 可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增加,
电压增加,
电压减小,而报警器在两端电压大于或等于
时启动,故应将报警器并联在
两端;
(6)[5]电源电动势E 减小,要使报警器启动,即
两端电压要仍为3V,根据串联分压有
可知E 减小需要R1更小,又因为F 越大R1越小,可知F1需要大于F0。
6.(2025·甘肃白银·模拟预测)实验兴趣小组用苹果做了一个水果电池,现在想进一步测量
该水果电池的电动势和内阻。
(1)一同学用多用电表的“欧姆
挡”直接测量水果电池的内阻,表笔与电池的连接方法
如图甲所示,多用电表的读数如图乙所示,为
,用该方法测出的水果电池的内阻
(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
模拟冲关
(2)另一同学通过查资料了解到水果电池的电动势约为1V、内阻约为
,于是设计了如图
丙所示的电路,电流表内阻不计。闭合开关,调节电阻箱读出电流表的示数和电阻箱的阻值,
改变电阻箱接入电路的阻值并记录电流表和电阻箱的数据,数据处理后画出如图丁所示的图
像,则该水果电池的电动势为 V、内阻为
。
【答案】(1) 650(640~660) 小于
(2) 1.2 1200
【详解】(1)[1]读数为
[2]多用电表的欧姆挡黑表笔接内部电源的正极,与水果电池的锌片(负极)相连,此时相当
于两个电源串联,流过表头的电流要比真实电流大,故测出的水果电池的内阻小于真实值。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
,可得
根据图像物理意义
,
解得
,
7.(2025·陕西·模拟预测)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市
场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,
是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是 (选填“偏大”或“偏小”)。
(2)为了方便测量纯净水样品的电阻,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,
容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧
姆表“×1k”挡时,发现指针偏转角度过小,该同学应换用 (选填“×100”或“
”)挡,换挡后进行正确操作,欧姆表示数如图1 所示,对应的读数是
(结果保留
两位有效数字)。
(3)该同学想用“伏安法”测量纯净水样的电阻值,有以下器材供选用:
A.电流表(
,内阻约
)
B.电流表(
,内阻约
)
C.电压表(
,内阻约
)
D.电压表(
,内阻约
)
E.滑动变阻器(
,额定电流
)
F.电源(
,内阻约
)
G.开关和导线若干
为减小测量误差,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母)。
(4)选好器材后,该兴趣小组连接了如图2 所示的实物图。请补充完实物连线,以便完成纯净
水电阻的测量。
【答案】(1)偏大
(2)
(3) A D
(4)
【详解】(1)由于纯净水中导电粒子较少,则纯净水电阻值偏大,电阻率偏大,电导率偏小,
所以不合格的纯净水电导率应偏大。
(2)[1][2]该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时,发
现指针偏转角度过小,说明待测电阻较大,该同学应换用“×10k”挡,换挡后进行正确操作,
欧姆表示数如图1 所示,对应的读数是
(3)[1][2]由于电源电动势为12V,所以电压表应选择量程为0~15V 的电压表,即电压表选
D;流过待测样品的电流最大值为
故电流表选择A。
(4)由于待测样品电阻较大,所以滑动变阻器应采用分压接法;同时由于
所以电流表应采用内接法,故完整的实物连线如图所示
8.(2025·甘肃天水·模拟预测)熊同学想要粗测一段金属丝(由某种特殊材料制成)的电阻
率,实验操作如下:
(1)该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图所示,则金属丝的直径
,
接着该同学用刻度尺测量了金属丝的长度并记为
。
(2)该同学用多用电表测该金属丝的阻值,开始时选用欧姆挡“
”进行测量,发现指针
偏转角度过小,因此需换用 (填“
”或“
”挡,该同学正确操作后测得
的金属丝的电阻如图所示
。
(3)某同学想测量金属丝
的阻值,现要较准确地测量其电阻,有如下器材:
电压表
(量程
,内阻约为
);
电流表
(量程
,内阻约为
);
滑动变阻器
(最大阻值为
);
电源
(电动势为
,内阻可忽略不计);
开关及导线若干。
该同学应选哪个电路图 。
(4)测得该金属丝的
图像的斜率为
,则制成该金属丝的材料的电阻率
(用
、
和
表示)。
【答案】(1)2.150
(2)
2200
(3)D
(4)
【详解】(1)螺旋测微器的精确值为
,由图可知金属丝的直径为
(2)[1][2]开始时选用欧姆挡“
”进行测量,发现指针偏转角度过小,可知待测电阻
阻值较大,则需换用“
”挡,该同学正确操作后测得的金属丝的电阻如图所示,则有
(3)由于滑动变阻器阻值远小于待测电阻,所以滑动变阻器应采用分压接法;根据
可知电流表应采用内接法,故电路图应选D。
(4)测得该金属丝的
图像的斜率为
,则有
根据电阻定律可得
可得该金属丝的材料的电阻率为
9.(2025·河北·模拟预测)某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,并依次
进行以下实验:
(1)用多用电表的直流电压(0~2.5V)挡粗测其中一个水果电池的电动势,多用电表的红表笔
应与水果电池的 (填“正极”或“负极”)相连,若多用电表的指针位置如图甲
所示,其“水果电池”的电动势约为 V。
(2)为了较为准确地测出“水果电池”的电动势和内阻,利用如图乙所示的实验电路图测量水
果电池的电动势E 和内阻r。
a.请用笔画线代替导线,完成图丙中实物图的连接 。
b.连接好实物图后,将电阻箱阻值调到合适阻值,闭合开关。改变电阻箱的阻值R,记录电流
表对应的示数I,在方格纸上作出
图像如丁所示。若电流表的内阻为100Ω,根据图像
可求得“水果电池”的电动势E= V,内电阻r= Ω(结果均保留三位有效
数字)。
【答案】(1) 正极 1.04/1.05/1.06
(2) 见解析 1.25 500
【详解】(1)[1]多用电表的电流从红表笔流入,从黑表笔流出,故红表笔与水果电池的正
极相连。
[2]多用电表的直流电压(0~2.5V),从电压表盘可知:每小格电压值为0.05V,共29 个小格,
并进行估读,“水果电池”的电动势约为(1.05±0.01) V。
(2)a.[1]实物图如图所示。
b.[2][3]根据图乙,利用闭合电路欧姆定律可得
整理可得
图中纵轴截距为480,即
图中图线的斜率为
联立可得E=1.25V,r=500Ω
10.(2025·天津·一模)某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻,实验室提供的
器材有:
A.电流表G1(内阻Rg1=75Ω,满偏电流Ig1=25mA)
B.电流表G2(内阻Rg2=90Ω,满偏电流Ig2=10mA)
C.定值电阻R0(25Ω,1A)
D.电阻箱R1(0~9999Ω,1A)
E.滑动变阻器R2(10Ω,1A)
F.电源E(9V,内阻不计)
G.多用电表
H.开关S 和导线若干
该组同学进行了以下操作:
(1)先用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡测量时,指针位置如图甲所示,则示数为
Ω。
(2)为更准确的测量电阻丝阻值,该组同学设计电路图如图乙所示。若用G2与电阻箱R1串联,
改装成量程为9V 的电压表,则电阻箱的阻值R1应为
,同时将R0与G1并联以扩展其
量程。然后调节滑动变阻器的滑片到合适位置,测得电流表G1的示数为I1,电流表G2的示数
为I2,则该种材料的电阻Rx= (用I1、I2、R1、Rg2表示)。
【答案】(1)90
(2) 810
【详解】(1)欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以读数为
(2)[1]用G2与电阻箱R1串联,改装成量程为9V 的电压表,则
代入数据解得
[2]根据欧姆定律有
11.(2025·河北·模拟预测)某同学想将量程为0.1mA 的灵敏电流计G 改装为多用电表,主
要实验步骤如下:
(1)用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G 的内阻。
①请将图乙中的实物连线补充完整;
②闭合开关
,将单刀双掷开关
置于1,调节滑动变阻器
,使电流表
有适当示数
,
将开关
置于2,滑动变阻器
的滑片 (填“适当向左滑动”、“适当向右滑动”或
“位置保持不变”),调节电阻箱
,使电流表
示数 。此时电阻箱阻值
,
则灵敏电流计G 的内阻
。
(2)将该灵敏电流计改装成多用电表的部分电路如图丙所示,已知定值电阻
,
,电源电动势
,则该多用电表:
①A 接线柱应与 (填“红”或“黑”)表笔连接,当选择开关接 (填“a”或
“b”)时电阻挡的倍率更高;
②若选a 挡测量电阻,将A、B 两个表笔短接进行欧姆调零,调节滑动变阻器,使指针指到
原表盘最大刻度,此时电路中的总电阻为 Ω,后来测量某电阻时指针指到原表盘的
刻度,则该电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)
位置保持不变 仍为
(2) 黑 b 600 2400
【详解】(1)①[1]根据电路图连接实物图,如图所示
[2]
②
该实验测量灵敏电流计的电阻采用的是等效替代法,所以当开关
置于2 时,滑动变阻
器的接入电阻不能发生变化,即滑动变阻器R1的滑片位置保持不变;
[2]调节电阻箱
,当电流表
示数仍为
时,电阻箱
可以替代灵敏电流计,所以此时
电阻箱
的阻值等于灵敏电流计的电阻。
(2)①[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,
与灵敏电流计串联后与
并联,接b 时,
与
串联后与表头串联,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;
[1]
②
选a 档测量电阻时,
与电流表串联后与
并联,满偏电流为
故内电阻为
[2]原表盘
的刻度,对应的电流为
此时待测电阻为
12.(2025·辽宁沈阳·三模)现有某待测电阻,已知其额定功率为0.125W,某实验小组为测
量其阻值,设计了如下实验环节:
(1)使用多用电表欧姆挡粗测待测电阻
的阻值,表盘指针如图所示。已知所选欧姆挡的倍率
为“×10”,则
的测量值为 Ω。
(2)为进一步精确测量其阻值,现有学生电源、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表:量程0~5V,内阻约
B.电流表:量程0~2mA,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,要求电表指针偏转角度约为满刻度的
,则图中定值电阻
应选
(填器材前面的序号);电压表右端接线柱应接在 端(填“a”或“b”)。
(3)通过调节滑动变阻器,测量得到多组电压表和电流表的示数
,作出U−I 图像为一条倾
斜直线,斜率为
,则待测电阻的阻值为
。(用字母
表示)
【答案】(1)100
(2) D b
(3)
【详解】(1)[1]欧姆挡读数为表盘示数乘以倍率,所以读数为10×10 Ω=100 Ω。
(2)[1]如图乙所示,定值电阻
应用来扩大电流表量程,根据待测电阻约为100Ω,其额定
功率为0.125W,则额定电流约为
根据欧姆定律知改后的量程为
若
,则
,在电流表不超量程的情况下,待测电阻的电压最大为
若
则
,要求电表指针偏转角度约为满刻度的
,故定值电阻应选
D。
[2]因电流表的内阻已知,应该采用电流表内接法,故电压表右端接线柱应接在b 端。
(3)[1]根据欧姆定律有
整理可得
U−I 图像为
解得
13.(2025·陕西安康·模拟预测)小明同学整理房间时,发现不知从哪个玩具上掉出了一个
如图1 所示的电学元件,引发了他的好奇。
(1)他首先用多用电表电压挡(10V),测量元件接线柱A、B,发现读数为零,然后又用多用
电表欧姆挡“×10”挡位,红、黑表笔交替接触元件的A、B 接线柱,测量示数始终如图2 所示,
此示数是 Ω,初步判断这是一个电阻类元件。
(2)为更好地了解此元件的电阻特性,小明需进一步做精确测量,现实验室提供如下器材:电
源E:电动势约为9.0V,内阻可忽略不计;
电压表V1:量程为0~6V,内阻约为10kΩ;
电压表V2:量程为0~12V,内阻约为20kΩ;
电流表A1:量程为0~600mA,内阻约为5Ω;
电流表A2:量程为0~150mA,内阻约为20Ω;
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为能准确测量元件的阻值,充分利用电表表盘范围,测量尽可能多的数据,电压表应选
(选填“V1”或“V2”),电流表应选 (选填“A1”或“A2”)。
②请根据小明设计的测量电路(图3),完善实物图(图4)的连接 。
【答案】(1)60
(2) V1 A2
【详解】(1)[1]电阻值应是读数×挡位倍率,即60Ω;
(2)[1][2]①电动势9V 的条件下,对应可能最大测量电流
电流表应选A2。V1与A2表组合,二者串联,V1表在调控中能达到的最大电压
则V1表全量程可用,对应最大测量电流
A2表量程利用可达三分之二。同理V2与A2表组合,V2表在调控中能达最大电压U=6.75V,
V2量程利用仅达二分之一左右,且对应最大测量电流
则A2表全量程可用。对比两个组合,V1与A2表组合,相对较好。
[3]②按电路图连接实物图,如图所示。
14.(2025·浙江·模拟预测)在高中阶段,我们学过了很多测量电阻值的方法,某兴趣小组
为了测量某个电阻
的阻值,同学们先用多用表粗略测量了该电阻的阻值,多用表的示数如
图甲所示。然后设计了如图乙所示的电路再次测量了
的阻值。已知电路中学生电源的输出
电压可调,电流表量程均选择0.6A(内阻
),标有刻度的粗细均匀电阻丝
,总
长度为
,总电阻为
)。
(1)利用多用表测量时,选择的档位为
档,则由多用表指示示数可知,该电阻的阻值为
(2)利用如图乙所示设计的电路测量电阻时:
①先断开
,合上
,当调节电源输出电压为
时,单位长度电阻丝分得的电压
V/m,记录此时电流表
的示数。
②保持
闭合,合上
,此时
的示数将 (填“变大”,“变小”或“不变”),
然后滑动
点改变
的长度
,同时调节电源输出电压,使电流表
的示数与步骤①记录
的值相同,记录长度
和
的示数
。写出
与
、
、
、
、
的关系式
。
【答案】(1)6.0/6
(2)
变小
【详解】(1)多用表测量电阻时,读表盘最上面一圈,读出的示数为6.0,选择的档位为×1
档,则该电阻阻值为6.0Ω;
(2)①[1]根据欧姆定律可知电阻丝电压为
单位长度电阻丝分得的电压为
V/m
[2]
②
保持
闭合,合上
,此时滑动变阻器左半部分与
并联后再与右半部分串联,并联
部分的电压小于空载时的电压,则
的示数将变小;
[3]电流表
的内阻也为
,由于Rx 与电阻丝ac 并联,则两支路电压相等,由欧姆定律可
得
解得
15.(2025·云南文山·模拟预测)农作物充分的进行光合作用能够提升种植的产量和品质。
某兴趣小组决定利用光敏电阻来设计一个简易补光照明系统,以便农业大棚在光照不足时自
动补充光照,保证农作物的光合作用。
(1)图甲为多用电表示意图,在利用多用电表粗测自然光照情况下光敏电阻的阻值时,下列关
于实验操作的描述错误的是________;
A.将旋钮S 调至合适位置进行机械调零,再将旋钮K 拨至合适挡位
B.欧姆调零时,将两表笔短接,旋动旋钮T,使指针对准电阻的“0 刻线”
C.每次更换欧姆挡后,必须先将红黑表笔短接,旋动旋钮S 再次进行机械调零
D.测量完毕后将旋钮K 拨至“OFF”挡
(2)将旋钮K 拨至“
”,正确操作后,若指针如图乙所示,则该光敏电阻在自然光照下的
阻值
Ω;
(3)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性,提供的器材有:待测光敏电阻
、干电池2
节(每节电动势1.5V、内阻小于1Ω)、电压表(量程0~3V、内阻约2kΩ)、电流表(量程
0~10mA、内阻约10Ω)、滑动变阻器R(最大阻值20Ω)、开关一个、导线若干。
①请在丙图中画线完成电路实物连接 ;
②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,其中a、b、c 三条图线所对应的光
照强度依次减弱,则该光敏电阻的阻值随其表面受到光照的减弱而 (选填“增大”、
“减小”或“不变”);
(4)该兴趣小组设计出的补光照明系统电路图如图戊所示,在实验测试过程中发现当外界光照
强度降低到预设值时补光灯却没有启动照明,则应将滑动变阻器的滑片P 向 (填
“左”或“右”)端调节直到补光灯启动照明。
【答案】(1)C
(2)300
(3) 见解析 增大
(4)左
【详解】(1)A.将旋钮S 调至合适位置进行机械调零,再将旋钮K 拨至合适挡位,A 正确;
B.欧姆调零时,将两表笔短接,旋动旋钮T,使指针对准电阻的“0 刻线”,B 正确;
C.机械调零只在使用前进行一次,更换欧姆挡后不在进行机械调零,C 错误;
D.测量完毕后将旋钮K 拨至“OFF”挡,D 正确。
选描述错误的,故选C。
(2)将旋钮K 拨至“
”,由图可知RP=30Ω×10=300Ω
(3)①[1]由于光敏电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值,因此采用分压式,由于电流
表的电阻远小于光敏电阻的阻值,因此电流表采用内接法。电路连接如图所示
[2]
②
由图像可知
因a、b、c 三条图线所对应的光照强度依次减弱,故该光敏电阻的阻值随光照的减弱而增大;
(4)若光照强度降低到预设值补光灯却没有启动照明,说明Rp两端电压没有达到预设值,
由电路的分压作用,需将R1电阻减小,从而使Rp两端电压变大。
16.(2025·山东·模拟预测)某同学为精确测量阻值大于
的电阻
的阻值设计了如下实
验。实验室提供的器材有:
A.待测电阻
B.多用电表
C.电压表(量程1V,内阻
)
D.电流表(量程30mA,内阻约为
)
E.滑动变阻器(最大阻值
)
F.电阻箱(
)
G.电源(电动势3V)
H.开关、导线若干
(1)为便于设计测量电路,该同学先用多用电表粗测待测电阻的阻值。选用“
”挡位并
欧姆调零,测量时发现指针偏转角度过大;换合适挡位并再次调零,测量时指针如图甲所示,
则待测电阻的阻值为
;
(2)由于电压表的量程太小,需将其改装为量程3V 的电压表,则应将电阻箱调至
并与
电压表串联;
(3)根据上述要求,在图乙中用铅笔画线代替导线,将实物图补充完整 ;
(4)根据测得的
、
值作出
图像,拟合得到一条斜率为
的倾斜直线,则待测电阻
(用
、
表示)。
【答案】(1)150
(2)2000.0
(3)
(4)
【详解】(1)选用
挡位并欧姆调零,测量时发现指针偏转角度过大,说明待测电阻阻
值相对所选倍率较小,应选择
倍率,并再次调零,测量时指针如图甲所示,则待测电阻
的阻值为
(2)由于电压表的量程太小,需将其改装为量程3V 的电压表,则有
解得
可知应将电阻箱调至
并与电压表串联。
(3)由于滑动变阻器阻值比待测电阻小得多,所以滑动变阻器应采用分压接法,电压表分流
可知,所以电流表应采用外接法,则完整实物连线如图所示
(4)根据欧姆定律可得
整理可得
则有
解得待测电阻为
17.(2025·河北邯郸·模拟预测)实验兴趣小组利用实验室已有器材制作的多用电表内部结
构如图所示,恒压电源E 的输出电压恒定;表头G 的满偏电流Ig=1mA,内阻rg=200Ω;R、
Ra、Rb、Rc为定值电阻;开关S1为挡位选择开关,S2为倍率选择开关(共有
“×1”“×10”“×100”三个倍率);G 和F 分别与表笔连接。
(1)将S1接D 挡、S2断开,电表挡位为电压挡,对应量程为3V,则R= Ω。
(2)将S1接H 挡、S2闭合,电表挡位是欧姆挡,对应的中央刻度线为“15”,若S2接A,则倍
率为 (填“×1”“×10”或“×100”),Ra= Ω(结果保留1 位小数),恒压
电源E 的输出电压恒定为 V。
(3)由于使用了恒压电源,所用电阻均为定值电阻,欧姆挡的使用过程中不用进行欧姆调零,
但仍存在一些不足,若周围温度升高较多,所有定值电阻的阻值均增加为k(很小)倍,会
导致欧姆挡对电阻的测量值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)2800
(2) ×100 2842.1 3
(3)偏大
【详解】(1)根据题意有
可得
(2)[1][2]将S1接H 挡、S2接A,欧姆表的内阻最大,故倍率为“×100”,由中央刻线为
“15”可知
即
可得
同理,S2接B,倍率为“×10”,则
可得
解得
[3]测量电阻为零时,电流表应处于满偏状态,电流表所在支路电压与恒压电源E 的输出电压
相等,故
(3)若周围温度升高较多,所有定值电阻的阻值均增加为k 倍,对相同的待测电阻,电流表
中流过的电流会更小,会导致欧姆挡对电阻的测量值偏大。
18.(2025·广东清远·二模)某实验小组对路灯(通过光控开关随周围环境的亮度改变进行
自动控制)的内部电路设计进行模拟探究。实验室提供的器材有:电源、电阻箱、小灯泡
L、光敏电阻、开关、电磁继电器、导线若干。
(1)用千分尺测量光敏电阻封装厚度,示数如图(a),读数为 mm;
(2)经测量光敏电阻
在不同照度下的阻值如下表:
照度(Lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻(Ω)
75
40
28
23
20
18
根据表中数据,说明光敏电阻阻值随照度变化的特点 ;
(3)如图(b)所示是实验小组设计的路灯控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用
照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在 (填“AB”或
“BC”)之间;
(4)用多用电表“×1Ω”挡,按正确步骤测量图(b)中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图(c)
所示,则线圈的电阻为 Ω;
(5)实验小组优化了路灯控制模拟电路如图(d)所示,要求当照度低至1.0Lx 时光敏电阻
两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸引照明电路中开关K 的衔铁实现启动照明系统,
此时光敏电阻
两端的电压叫做放大电路的激励电压。已知直流电源电动势
,内
阻
,放大电路的激励电压为2V,为实现照度低至1.0Lx 时电磁开关启动照明电路电
阻箱R 的阻值应调为 Ω;
(6)为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地 (填“增大”或“减小”)电阻箱的电阻。
【答案】(1)7.519/7.520/7.521
(2)光敏电阻
的阻值随照度的增大而非线性减小
(3)AB
(4)19.0Ω
(5)60
(6)增大
【详解】(1)图(a)中千分尺的读数为
考虑估读误差,其读数结果为:7.519 mm-7.521mm;
(2)光敏电阻
的阻值随照度的增大而非线性减小;
(3)当天亮时,光敏电阻的阻值变小,所以回路中电流增大,则衔铁被吸下来,此次触片和
下方接触,此时灯泡应该熄灭,说明灯泡接在了AB 上;
(4)用多用电表用“×1Ω”挡,测量的结果为
;
(5)照度低至1.0Lx 时
,则通过光敏电阻的电流为
根据闭合电路的欧姆定律
解得
;
(6)若要求天色更暗(照度降低至1.0Lx)时才点亮路灯,天色更暗时光敏电阻更大,要先
保证回路中的激励电压2V 不变,则应增大电阻箱的阻值。
19.(2025·江苏盐城·二模)多倍率欧姆表的内部示意图如图甲所示,该表有“×1”“×10”两
个倍率。已知电源电动势
,表头允许通过的电流最大值
,内阻
。现用该表测量一个阻值约为30Ω 的定值电阻Rx。
(1)图甲中a 表笔为 (选填A“红表笔”或B“黑表笔”),要测量Rx,开关c 应与
(选填A“d”或B“e”)相连,测量Rx时指针位置如图乙所示,欧姆表的读数为
Ω。
(2)若c 与e 相连,图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”,则图甲中R1+R2= Ω
(结果保留三位有效数字)。
(3)欧姆表电源经久末换,仍然能调零。测量后发现其电动势小于1.5V,其内阻变大,在正确
的操作下,Rx的测量值相较于真实值 (选填A。“偏大”、B。“偏小”或
C。“不变”),判断的理由 。
【答案】(1) B A 32
(2)2.73
(3) A 见解析
【详解】(1)[1]电流总是从黑表笔流出电表,所以图甲中a 表笔为黑表笔,故选B;
[2]开关接e 时欧姆表内阻大,量程大,对应“×10”倍率,测量接近150 欧的电阻比较准确;
开关接d 时欧姆表内阻小,量程小,对应“×1”倍率,测量接近15 欧的电阻比较准确;
待测电阻约为30 欧,故选A。
[3]欧姆表的读数为
;
(2)若c 与e 相连,对应“×10”倍率,欧姆表盘的中间示数为“15”,则欧姆表的内阻为
欧姆表的最大电流
则
(3)[1] 在正确的操作下,Rx的测量值相较于真实值偏大,原因如下。故选A。
[2]欧姆表的内阻
以本实验的欧姆表为例,欧姆表能调零,表明欧姆表的最大电流Im不变,若电动势从1.5V 降
低到1.4V,欧姆表的内阻从15 欧降低到14 欧,欧姆表表盘的中值电阻应该将15 欧修改为14
欧,由于表盘没有随电动势修改,则欧姆表的读数偏大。
20.(2025·广东湛江·二模)某实验小组做“探究压敏电阻的阻值与其所受压力的关系,并
利用这个关系设计自动控制电路”的实验。
(1)一位同学把多用电表选择开关打在“×10Ω”挡,欧姆调零后,再把两表笔接触在一个未加
压力的压敏电阻的两端,多用电表的表盘指针如图甲所示,则未加压力时电阻为 Ω;
另一位同学在压敏电阻上不断加大压力,发现指针偏角不断变大,由此可判断该压敏电阻的
阻值随压力的增大而 (选填“变大”或“变小”)。
(2)小组利用该压敏电阻设计了一个可自动注水的小型储水池,如图乙所示。
为压敏电阻,
其阻值
与注水装置中水位h 的关系为:
(h、
的单位分别为m、Ω)。
为保
护电阻,
,恒压电源电动势E=20V,内阻不计。
①闭合开关S1、S2,水池开始注水。当电磁铁(内阻不计)电流达到I=0.1A 时,衔铁被吸引,
与触点分离,装置自动停止注水,达到预定水位。当电磁铁电流未达到I 时,衔铁与触点接
触,装置会自动注水,则注水的临界高度h= m。
②储水池使用一段时间后,压敏电阻阻值在相同压力下会比刚开始偏大,为保证预定水位不
变,应适当 (选填“调小”或“调大”)
的阻值。
【答案】(1) 360 变小
(2) 5 调小
【详解】(1)[1]表盘指针所指为36,未加压力时压敏电阻的电阻为36×10Ω=360Ω
[2]在压敏电阻上不断加大压力,发现指针偏角不断变大,表明指针所指的刻度值变小,电阻
变小,由此可判断该压敏电阻的阻值随压力的增大而变小。
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律:
代入数据可解得:
根据题意:
可解得:h=5m
[2] 在相同压力之下,即相同水位时,用久的压敏电阻
灵敏性变弱一点,电阻偏大,电路
电流未达到0.1A 偏小而无法把衔铁吸引下来与触点分离,使水位偏高。为保证预定水位不变,
应适当调小
的阻值去平衡
增大的阻值,使电流达到0.1A。
21.(2025·河北沧州·模拟预测)工人操作机床工作时,稍有不慎就会伤及操作工人的手。
某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示,光电二极管在有光照的时候
二极管导通(电阻为0),没光照时,二极管截止(电阻无穷大)。K 为电磁继电器的线圈,
S 为它的常开触点,通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D 提供继电器自感
电流释放的通路,从而保护其它元件。当三极管b、e 之间电压大于0.7V 时,c、e 之间电阻
可认为近似为零,当b、e 之间电压小于0.7V 时,c、e 之间电阻可认为是无限大。无论b、e
之间电压为多大,均可认为电流不会从b 流向f。系统工作时,当工人不慎将手伸向危险区域
时,由于遮挡光线,光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。
(1)该实验小组探究不同电压下二极管D 的电阻变化规律,图乙为测量电路图,按图乙接好电
路;滑动变阻器滑片先置于 (填“a”或“b”)端,再接通开关
,多次改变滑动变
阻器滑片的位置,记录对应的电流表示数I 和电压表示数U;根据实验数据得到如图丙所示
曲线,从曲线可知,电压在
范围内,二极管D 的电阻随电压的增大而
(填“增大”或“减小”)。
(2)为了实现自动控制,请在图丁中用笔画线代替导线,把电磁继电器接入到图甲所示电路中
的相应节点上,a、c、h、i 对应节点已经在图丁中标出 。
(3)已知定值电阻
阻值为
,则
应选最大阻值为 (填“
”“
”
或“
”)的滑动变阻器;控制电路和工作电路接通正常,没有遮挡,机床无法正常工作,
应把
(填“调大”或“调小”)
【答案】(1) a 减小
(2)
(3)
调大
【详解】(1)[1]实验电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,开关
闭合前
应将滑动变阻器的滑片置于a 端,使测量部分电路两端电压为0;
[2]根据欧姆定律
可知,二极管电阻随电压增大而迅速减小。
(2)当正常工作时,衔铁被电磁铁吸下,机床电路处于接通状态。当光电二极管被遮挡时,
b、e 之间电压迅速减小,电磁铁电流减小,衔铁被弹簧拉起,机床停止工作。故电路如图所
示
(3)[1]机床正常工作时,b、e 之间电压应大于0.7V,
分压小于5.3V,所以
接入电路
的电阻应大于
,故选用最大阻值为
的滑动变阻器。
[2]当没有遮挡时,光电二极管电阻为零,电磁继电器无磁性,说明
两端的电压小于
0.7V,为使此时电压大于0.7V,需要调大
。
22.(2025·陕西西安·模拟预测)某同学利用一电流表G(满偏电流
,内阻
)进行电学实验。
(1)图1 为该同学设计的欧姆表的原理图,其中电源的电动势E=1.5V,内阻不计,欧姆调零后,
当A、B 间接入阻值为
的电阻时电流表的指针指在
处,则
kΩ。
(2)现将该电流表改装成有0~1mA、0~6mA 两个量程的电流表,该同学设计了如图2、3 所示
的两个电路,则
,若在通电状态下改变量程,从保护表头的角度,请分析说明哪
种电路设计更合理 。
【答案】(1)7.5
(2) 6 见解析
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律有
当A、B 间接入阻值为
的电阻时,有
解得
(2)[1]对图2 和图3 根据电路的串并联知识,有
,
,
联立解得
[2]图3 电路设计更合理,因为图2 电路在通电状态下,更换量程过程中会造成两分流电阻都
未并联在表头两端,导致通过电流表G 在的电流增大,可能超过其满偏电流而损坏。
23.(2025·河南·三模)在练习使用多用电表的实验中:
(1)一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是
、
、
,用
挡测量某电阻时,
操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很大,为了较准确地进行测量,应换到 挡。
(2)重新测量后,指针位于如图甲所示位置,被测电阻的测量值为
。
(3)如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图,已知电流计的量程为
,内阻
为
,定值电阻
,电池电动势为
,
为调零电阻,则表盘上
刻度线
对应的电阻值是
。
(4)当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到
、内阻增加了
时仍可调零,调零后,测
量电阻将偏 (填“大”或“小”),若测得某电阻为
,则这个电阻的真实值为
。
【答案】(1)
(2)170
(3)35
(4) 大 28
【详解】(1)根据题意可知,用
挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转
角度很大,说明待测电阻较小,为了较准确地进行测量,应换到
挡。
(2)由图甲可知,被测电阻的测量值
(3)根据题意可知,当电流计满偏时,流过电源的电流为
,由闭合回路欧姆定律可得,
欧姆表内阻为
则表盘上
刻度线对应的电阻值是
(4)[1][2]若测得某电阻为
,电池电动势为
,欧姆表内阻为
,则电流计的
电流为
电动势下降到
,欧姆表内阻为
则这个电阻的真实值为
以上分析可知,电池的电动势下降到
,待测电阻比真实值偏大。
24.(2025·山东泰安·模拟预测)如图甲所示,某同学设计具有“
”、“
”和“
”三种倍率简易欧姆表的电路,并使改装后的刻度盘正中央的刻度为15。现可提供的
器材如下:
A.干电池(电动势
,内阻为
)
B.电流表
(量程为
,内阻为
)
C.定值电阻
、
、
D.滑动变阻器(
)
E.滑动变阻器(
)
F.单刀多掷开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干
(1)滑动变阻器
应选择 (选填“D”或“E”);
(2))现利用该欧姆表测定一未知电阻
的阻值,将开关
接2,经正确操作后,欧姆表的指
针位置如图乙所示,为较准确地测定该电阻的阻值,以下操作正确的是( )
A.开关
接1
B.开关
接3
C.将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器
使指针指在电阻的0 刻线
D.将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器
使指针指在电阻的
刻线
(3)上述操作完成后,重新测量电阻
的阻值,欧姆表示数如图丙所示,则
;
(4)若该欧姆表使用一段时间后,电源的电动势变小,内阻变大,但仍能欧调零,按正确操作
再测上述
的阻值,其测量结果与原结果相比将 (选填“偏大”、“偏小”或“不
变”)。
【答案】(1)D
(2)BC
(3)
(4)偏大
【详解】(1)将红黑表笔短接,调节
使电流表达到满偏,则有
当指针位于中间时,
因为欧姆表中间刻度值为15,则针对“
”、“
”和“
”三种倍率,倍率越大电
阻越大;“
”倍率档时内阻
故滑动变阻器
应选择“D”。
(2)由欧姆表的原理可知开关
接1、2、3 时,分别对应“
”、“
”和“
”三
种倍率;开关
接2,经正确操作后,由图乙所示可知该未知电阻较大,为了便于测量要换大
倍率,即开关
接3;每次换倍率后要重新欧姆调零,即将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器
使指针指在电阻的0 刻线;故选BC。
(3)由于倍率为“
”,由丙图知指针指在24 刻度处,故
(4)由闭合电路的欧姆定律有:新电池
,
旧电池
,
则由
可得
则
由
,故测量值偏大。
25.(2025·江苏南京·模拟预测)某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中,先用多用
电表进行粗测电阻,再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻,后计算金属丝电阻率。
(1)在使用多用电表测电阻时,以下说法正确的是( )
A.每换一次挡位,不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央,误差越小
C.在外电路中,电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率较大的挡位来测量
(2)先用多用表的欧姆挡“×1”按正确操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,读数应记为
Ω。
(3)用螺旋测微器测量金属丝直径,某次测量示数如图乙所示,该金属丝直径的测量值d=
mm。
(4)实验室提供的器材如下:
A.待测金属丝的电阻Rx;
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
C.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.01Ω);
D.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
E.电压表V2(量程0~15V,内阻约20kΩ);
F.滑动变阻器R(0~20Ω);
G.电源E(电动势为3.0V,内阻不计);
H.开关、若干导线。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 (填“B”或“C”),电压表应选
(填“D”或“E”)。
(5)请你根据图丙所示电路图用笔画线代导线,将图丁所示的实验电路连接完整 。
(6)若金属丝接入电路的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为
U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= (用题目所给字母表示)。
(7)某同学认为使用上述方案所测的电阻率比理论值偏大,你是否同意他的观点并说明理由:
【答案】(1)BD
(2)6.0
(3)3.707
(4) B D
(5)
(6)
(7)见解析
【详解】(1)A.用多用电表测电阻时,每换一次挡位,都必须重新进行欧姆调零,故A 错
误;
B.指针越接近刻度盘中央,误差越小,故B 正确;
C.在外电路中,电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔,故C 错误;
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率较大的挡位来测量,故
D 正确。
故选BD。
(2)该同学选用欧姆表“×1”挡,而欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以图中
对应的读数为
(3)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,则金属丝直径的测量值为
(4)[1][2]由于电源电动势为3.0V,则电压表应选择量程为0~3V 的电压表D;
测量金属丝的电阻阻值约为6.0Ω,则电路中的最大电流为
因此电流表应选量程为0~0.6A 的B。
(5)根据电路图连接实验电路如图所示
(6)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
,
联立解得
(7)不同意,根据以上分析可知,由于电流表采用外接法,所测电流偏大,所以电阻率的测
量值小于真实值。