题目
A-|||-T R0(1)某同学在使用多用电表时把红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔。则下列说法正确的是 ____ 。A.测直流电压、直流电流时,红表笔电势都比黑表笔电势低B.测电阻时,红表笔电势比黑表笔电势低C.测量不同电阻,必须重新进行欧姆调零D.测量晶体二极管正向电阻时,红表笔应接二极管的正极(2)某物理学习兴趣小组学习了多用电表的原理后,设计了一个欧姆表,所用器材有:一节干电池(E=1.5V)、满偏电流为Ig=300μA、内阻为Rg=270Ω的表头、电阻箱、滑动变阻器、开关、导线若干。①先把表头和电阻箱并联,把表头改装成量程为3mA的电流表,应把电阻箱调成 ____ Ω;②把改装后的电流表与其它元件连接成如图所示的电路;③在表头0mA处标上“∞”Ω,在3mA处标上“0”Ω,依次标上相应的刻度,则在1mA处应标上 ____ Ω;④欧姆表的长时间使用导致内部电池电动势变成E0=1.41V,必须对原来的刻度进行修正,则原电阻刻度值为250Ω的地方应该修改为 ____ Ω。
(1)某同学在使用多用电表时把红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔。则下列说法正确的是 ____ 。A.测直流电压、直流电流时,红表笔电势都比黑表笔电势低
B.测电阻时,红表笔电势比黑表笔电势低
C.测量不同电阻,必须重新进行欧姆调零
D.测量晶体二极管正向电阻时,红表笔应接二极管的正极
(2)某物理学习兴趣小组学习了多用电表的原理后,设计了一个欧姆表,所用器材有:一节干电池(E=1.5V)、满偏电流为Ig=300μA、内阻为Rg=270Ω的表头、电阻箱、滑动变阻器、开关、导线若干。
①先把表头和电阻箱并联,把表头改装成量程为3mA的电流表,应把电阻箱调成 ____ Ω;
②把改装后的电流表与其它元件连接成如图所示的电路;
③在表头0mA处标上“∞”Ω,在3mA处标上“0”Ω,依次标上相应的刻度,则在1mA处应标上 ____ Ω;
④欧姆表的长时间使用导致内部电池电动势变成E0=1.41V,必须对原来的刻度进行修正,则原电阻刻度值为250Ω的地方应该修改为 ____ Ω。
题目解答
答案
解:(1)A、测直流电压、直流电流时,红表笔电势都比黑表笔电势高,故A错误;
B、测电阻时,红表笔电势比黑表笔电势低,故B正确;
C、多用电表换挡后要重新进行欧姆调零,如果不换挡位,测量不同阻值的电阻时不需要重新调零,故C错误;
D、红表笔接电源内部的负极,黑表笔接电源内部的正极,测量晶体二极管正向电阻时,红表笔应接二极管的负极,故D错误。
故选:B。
(2)①设此时电阻箱阻值R,根据并联电路电流的关系:${I}_{g}+\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{R}=3×1{0}^{-3}A$
代入数据得:R=30Ω
③欧姆表的中值电阻:${R}_{中}=\frac{E}{I}=\frac{1.5}{3×1{0}^{-3}}Ω=500Ω$
由题意知:I1=1mA
根据闭合电路欧姆定律有:${I}_{1}=\frac{E}{{R}_{中}+{R}_{外}}$
代入得到:R外=1000Ω
④由欧姆定律有:$I=\frac{E}{{R}_{中}+{R}_{x1}}$
而Rx1=250Ω
由题意有:I=2mA
所以:$I=\frac{{E}_{0}}{{R}_{中}'+{R}_{x2}},{R}_{中}'=\frac{{E}_{0}}{{I}_{g}}=470Ω$
由题意知:E0=1.41V
代入得到:Rx2=235Ω
则原电阻刻度值为250Ω的地方应该修改为:R改=235Ω
故答案为:(1)B;(2)①30、③1000、④235。
B、测电阻时,红表笔电势比黑表笔电势低,故B正确;
C、多用电表换挡后要重新进行欧姆调零,如果不换挡位,测量不同阻值的电阻时不需要重新调零,故C错误;
D、红表笔接电源内部的负极,黑表笔接电源内部的正极,测量晶体二极管正向电阻时,红表笔应接二极管的负极,故D错误。
故选:B。
(2)①设此时电阻箱阻值R,根据并联电路电流的关系:${I}_{g}+\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{R}=3×1{0}^{-3}A$
代入数据得:R=30Ω
③欧姆表的中值电阻:${R}_{中}=\frac{E}{I}=\frac{1.5}{3×1{0}^{-3}}Ω=500Ω$
由题意知:I1=1mA
根据闭合电路欧姆定律有:${I}_{1}=\frac{E}{{R}_{中}+{R}_{外}}$
代入得到:R外=1000Ω
④由欧姆定律有:$I=\frac{E}{{R}_{中}+{R}_{x1}}$
而Rx1=250Ω
由题意有:I=2mA
所以:$I=\frac{{E}_{0}}{{R}_{中}'+{R}_{x2}},{R}_{中}'=\frac{{E}_{0}}{{I}_{g}}=470Ω$
由题意知:E0=1.41V
代入得到:Rx2=235Ω
则原电阻刻度值为250Ω的地方应该修改为:R改=235Ω
故答案为:(1)B;(2)①30、③1000、④235。
解析
(1)多用电表的使用规则
本题考查多用电表的表笔极性、欧姆调零及测量二极管的方法。
- 测直流电压、电流时,红表笔应接正极,黑表笔接负极。
- 测电阻时,内部电源正极接黑表笔,负极接红表笔。
- 欧姆调零需在换挡后进行,同一挡位测不同电阻无需重新调零。
- 测二极管正向电阻,红表笔应接二极管负极(因红表笔接内部负极)。
(2)欧姆表的设计与修正
本题结合欧姆表改装与刻度修正,需掌握:
- 电流表改装:并联电阻分流原理。
- 欧姆表中值电阻:$R_{中} = \frac{E}{I_g}$,刻度非线性分布。
- 电源变化后的修正:需重新计算中值电阻及对应刻度。
(1)选择题
关键分析
- A错误:测直流电压、电流时,红表笔电势高。
- B正确:测电阻时,红表笔接内部负极,电势低。
- C错误:同一挡位测不同电阻无需重新调零。
- D错误:测二极管正向电阻时,红表笔应接二极管负极。
(2)欧姆表设计
① 改装电流表
并联电阻计算
改装后量程为$3\ \text{mA}$,原表头量程为$300\ \mu\text{A}$,需并联电阻$R$:
$I_g + \frac{I_g R_g}{R} = 3 \times 10^{-3}\ \text{A}$
代入$I_g = 300\ \mu\text{A} = 0.0003\ \text{A}$,$R_g = 270\ \Omega$,解得$R = 30\ \Omega$。
③ 1mA处刻度
欧姆表中值电阻
中值电阻$R_{中} = \frac{E}{I_g} = \frac{1.5}{0.003} = 500\ \Omega$。
1mA对应外电阻
由$I = \frac{E}{R_{中} + R_{\text{外}}}$,代入$I = 1\ \text{mA} = 0.001\ \text{A}$,解得$R_{\text{外}} = 1000\ \Omega$。
④ 修正刻度
新中值电阻
电源电动势变为$E_0 = 1.41\ \text{V}$,新中值电阻$R_{中}' = \frac{E_0}{I_g} = \frac{1.41}{0.003} = 470\ \Omega$。
原刻度250Ω对应新电阻
原刻度$R_x = 250\ \Omega$对应电流$I = 2\ \text{mA}$,代入$I = \frac{E_0}{R_{中}' + R_{x2}}$,解得$R_{x2} = 235\ \Omega$。