2020人教版高中物理选修3-1专题10 实验：电表改装及多用电表的使用(解析版)

2021年高二期中期末考试试题汇编（选修3-1）专题10 实验：电表改装及多用电表的使用1.(2019-2020学年·江西省赣州市厚德外国语学校高二上学期期中)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G ，内阻R g ＝30 Ω，满偏电流I g ＝5 mA ，要将它改装为量程为0～3 A 的电流表，所做的操作是( )A ．串联一个570 Ω的电阻B ．并联一个570 Ω的电阻C ．串联一个0.05 Ω的电阻D ．并联一个0.05 Ω的电阻【答案】D【解析】要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R ，应有I g R g ＝(I －I g )R ，所以R ＝I g R g I －I g≈0.05 Ω，故D 正确，A 、B 、C 均错误．2.(2019-2020学年·辽宁省实验中学分校高二上学期期中)电流表的量程为I ，其内阻为R A ，现欲把这电流表的量程扩大至原来的N 倍，则( )A ．应该串联一个阻值为R A 的N 倍的电阻B ．应该并联一个阻值为R A N的电阻 C ．刻度盘的最小刻度是原来的N 倍 D ．刻度盘的最小刻度是原来的1N【答案】C【解析】：根据改装原理可知，电流表扩大量程，需要并联电阻，根据并联电路规律可知，R ＝R A N －1，A 、B 选项错误；改装后满偏刻度为NI ，最小分度将变为原来的N 倍，C 选项正确，D 选项错误．3.（2019-2020学年·山东省潍坊市四县(市)高二上学期联考）如图所示，双量程电压表由表头G 和两个电阻串联而成．已知该表头的内阻R g ＝500 Ω，满偏电流I g ＝1 mA.下列说法正确的是( )A ．表头G 的满偏电压为500 VB ．使用a 、b 两个端点时，其量程比使用a 、c 两个端点时大C ．使用a 、b 两个端点时，若量程为0～10 V ，则R 1为9.5 kΩD ．使用a 、c 两个端点时，若量程为0～100 V ，则(R 1＋R 2)为95 kΩ【答案】C【解析】：表头的G 的满偏电压U g ＝I g R g ＝500×1×10－3＝0.5 V ，故A 错误；使用a 、b 两个端点时，电压为R g 与R 1两端的电压之和，而接a 、c 时，其量程为R g 与R 1和R 2两端的电压之和，因此使用a 、b 两个端点时量程较小，故B 错误；使用a 、b 两个端点时，若量程为0～10 V ，则R 1的阻值：R 1＝101×10－3－500 Ω＝9 500 Ω＝9.5 kΩ，故C 正确；使用a 、c 两个端点时，若量程为0～100 V ，则(R 1＋R 2)为R 1＋R 2＝1001×10－3－500 Ω＝ 99 500 Ω＝99.5 kΩ，故D 错误．4.(多选)(2019-2020学年·江西省南昌八一中学、洪都中学等六校高二上学期期末)如图所示，将一个改装的电流表接入电路和标准表进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如果通过表头○G 的电流I g 是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的 ( )A ．R g 的测量值比真实值偏大B ．R g 的测量值比真实值偏小C ．所并联的R 并比公式R 并′＝I g R g I －I g 计算出的R 并′偏小 D ．所并联的R 并比公式R 并′＝I g R g I －I g计算出的R 并′偏大【答案】AD【解析】：改装成的电流表(待测表)比标准表的读数偏大，说明流经表头○G 的电流偏大些，根据并联电路的特点，所并联的R 并越大，流经表头○G 的电流越大，所以R 并比公式R 并′＝I g R g I －I g 计算出的R 并′偏大．同样如果R g 测量值比真实值偏大，也会使R 并′偏大，故选项A 、D 正确．5.(2019-2020学年·永州高二质检)如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R 的电阻时，指针偏转至满刻度的45处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的15，处，则该电阻的阻值为( )A ．4RB ．5RC ．10RD ．16R【答案】D【解析】：设电动势为E ，内阻为R 内，满偏电流为I g ，欧姆表调零时，I g ＝E R 内，R 内＝r ＋R 0＋R ′ 测一阻值为R 的电阻时45I g ＝E R ＋R 内，测一未知电阻时15I g ＝E R ′＋R 内联立解得：R ′＝16R ，故D 正确． 6.(2019-2020学年·内蒙古集宁一中高二上学期期中)某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示．其电流表的量程分别为10 mA 和250 mA ，电压表的量程分别为10 V 和250 V ，电阻挡分别为×10 Ω和×100 Ω.则下列说法正确的是( )A ．功能选择开关S 与“1”相接时，所测物理量和量程分别是直流电流、250 mAB ．功能选择开关S 与“3”相接时，所测物理量和量程分别是直流电流、10 mAC ．功能选择开关S 与“5”相接时，所测物理量和量程分别是直流电压、250 VD ．功能选择开关S 与“6”相接时，所测物理量和量程分别是直流电压、10 V【答案】A【解析】：电流表、电压表与欧姆表都是由小量程电流表改装成的．把小量程电流表改装成电流表应并联一个分流电阻；把电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻；把电流表改装成欧姆表时，电路应有一个电源；分析电路结构可知，功能选择开关S 与“1”相接时，表头与电阻R 2串联再与电阻R 1并联，根据改装规律可知，所测物理量为电流，电流表量程是250 mA ，A 选项正确；功能选择开关S 与“3”相接时，用来测电阻，B 选项错误；选择开关S 与“5”相接时，表头与电阻R 5串联，串联电阻较小，此时多用电表在测电压，量程是10 V ，C 选项错误；功能选择开关S 与“6”相接时，表头与电阻R 5、R 6串联，串联电阻较大，此时多用电表测电压，量程是250 V ，D 选项错误．7.(2019-2020学年·陕西省西安一中高二上学期质检)如图所示的电路中，小量程电流表的内阻R g ＝100 Ω，满偏电流I g ＝1 mA ，R 1＝900 Ω，R 2＝100999Ω.(1)当S 1和S 2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？(2)当S 1和S 2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？【答案】：(1)电压表 1 V (2)电流表 1 A【解析】：(1)当S 1、S 2均断开时，R g 与R 1串联，改装为电压表，其量程为U ＝I g (R g ＋R 1)＝1 V .(2)当S 1、S 2均闭合时，R g 与R 2并联，改装为电流表，其量程为I ＝I g ＋I g R g R 2＝1 A. 8.(2019-2020学年·新疆高二上学期期末统测)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻R x ，以下给出的是可能的操作步骤，其中S 为选择开关，P 为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________．a ．将两表笔短接，调节P 使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔b ．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x 的阻值后，断开两表笔c ．旋转S 使其尖端对准欧姆挡“×1 k”d ．旋转S 使其尖端对准欧姆挡“×100”e ．旋转S 使其尖端对准交流“500 V”挡，并拔出两表笔根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为______Ω.(2)(多选)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( )A ．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S 拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B ．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C ．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D ．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零【答案】 (1)cabe 3×104 (2)AC【解析】(1)测量几十千欧的电阻R x ，我们一般选择较大的挡位先粗测，使用前应先进行调零，然后依据欧姆表的示数，再更换挡位，重新调零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF 位置或者交流电压最高挡，拔出表笔．欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 kΩ.(2)使用欧姆挡当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，A 正确；利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测试，C 正确．9.(2019-2020学年·天津市一中高二上学期期末)将一个满偏电流为100 μA 、内阻R g ＝100 Ω的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器的最大阻值R ＝20 kΩ，电源电动势E ＝1.5 V ，内阻r 未知．求：(1)在电流表的0刻度处和满偏电流刻度处刻上多大电阻？中间刻度处应刻上多大电阻值？(2)在电流表上满偏电流的14和34处应刻上多大电阻值？ (3)请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点．【答案】 见解析【解析】(1)灵敏电流表改装为欧姆表时，满偏电流I g 处应刻上的电阻为“0”，这时有I g ＝E R ＋R g ＋r，故欧姆表的内阻为 R 内＝R ＋R g ＋r ＝E I g ＝ 1.51×10－4Ω＝15 kΩ. 在中间刻度即I g 2处，设电阻为R 1，则 I g 2＝E R ＋R g ＋r ＋R 1，得R 1＝R 内＝15 kΩ. 在电流表的0刻度处，电阻应刻上“∞”．(2)设在满偏电流的14处和34处电阻分别为R 2和R 3， 则有I g 4＝E R ＋R g ＋r ＋R 2，3I g 4＝E R ＋R g ＋r ＋R 3， 解得R 2＝3R 内＝45 kΩ，R 3＝R 内3＝5 kΩ. (3)有关数据如图所示．电压表、电流表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的．10.(2019-2020学年·山东省泰安一中高二上学期期中)用多用电表测未知阻值的电阻．按正确步骤操作后，测量结果如图所示，读出其阻值大小为________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确，必须进行如下操作：a ．将选择开关打到________(填“×1”“×100”或“×1 k”)挡；b ．将红、黑表笔________，调节________旋钮，进行欧姆调零；c ．把电阻接在两表笔之间进行测量并读数；d ．测量完毕将选择开关旋转到________挡．【答案】：1 000 a ．×100 b ．短接 欧姆调零 d ．OFF(或交流电压最高)【解析】：由图示可以看出，欧姆表使用的是×10倍率挡位，故测量结果为100×10 Ω＝1 000 Ω；很显然，欧姆表指针偏转角过小，测量的误差较大，所以应选择较大倍率(×100倍率)以使指针指在中值电阻附近，以减小测量误差，此时需要重新进行欧姆调零；测量完毕后，要将选择开关拨到交流电压最高挡或OFF 挡．11.(2019-2020学年·海南省三亚华侨学校高二上学期期中)某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明题中________(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．【答案】：(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯【解析】：(1)多用电表调至50 V量程，接a、c两点测量的是电源两端的电压，读数为11.5 V，可见蓄电池完好．(2)断开开关，电压表指针不偏转，表明电压表被断路，开关闭合后，读数不变，表明蓄电池、保险丝、开关和多用电表能组成完好回路，开关和保险丝无问题，发生故障的是小灯，小灯断路．12.(2019-2020学年·江苏省启东中学高二上学期期中)如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为________Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(填“×10”“×100”或“×1 k”)．(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________V.【答案】(1)1 500×1 k(2)30.8154(3)6.1【解析】(1)欧姆表读数：对应最上面一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω；测2.0×104 Ω电阻时应选“×1 k”的欧姆挡．(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA指针对应的读数为154 mA.(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V，指针对应的读数为6.1 V.。