提能增分练(一) 电表的改装及多用电表的使用
1.(多选)如图所示,甲、乙两改装电表都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大 B.甲表是电流表,R增大时量程减小 C.乙表是电压表,R增大时量程增大 D.乙表是电压表,R增大时量程减小
解析:选BC 由电表的改装原理可知,电流表应是G与R并联,改装后,加在G两端的最大电压Ug=IgRg不变,所以并联电阻R越大,I=Ig+IR越小,即量程越小,B正确,A错误;电压表应是G与R串联,改装后,量程U=IgRg+IgR,可知R越大,量程越大,C正确,D错误。
2. (2014·重庆高考)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点时多用表指示如图乙所示,读数为________V,说明________正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是________(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
解析:(1)多用表调至50 V量程,接a、c两点测量的是电源两端的电压,题图乙所示读数为11.5 V,可见蓄电池完好。
(2)断开开关,表针不偏转,表明多用表被断路,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。
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答案:(1)11.5(11.2~11.8均可) 蓄电池 (2)小灯
3.如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg= 100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=________ kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比较将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析:欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R内,此时有关系Ig===5 kΩ;当指针指在刻度盘的正中央时I=,有=
E,得RR内内
EIgIg2IgE,代入数据可得Rx=R内=
2R内+Rx5 kΩ;当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表需要重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式Ig=由I=
E,欧姆表内阻R内需要调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,R内EIgR内Ig==,可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,R内+RxR内+RxRx1+R内欧姆表的示数变大,即测量结果将变大。
答案:红 5 变大
4.某同学将量程为200 μA、内阻为500 Ω的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表。设计电路如图甲所示。定值电阻R1=500 Ω,R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱。回答下列问题:
(1)按图甲在图乙中将实物连线。
(2)表笔a的颜色应为________色(填“红”或“黑”)。
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(3)将开关S置于“1”挡时,量程为________mA。
(4)电路中电阻的阻值R2=________Ω,R3=________Ω。(结果取3位有效数字) (5)利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图丙所示,则所测量电流的值为________mA。
解析:(1)由电路图连接实物,如图所示。
(2)电流由B接线柱流入,由A接线柱流出,故a表笔的颜色应为黑色。
(3)开关置于“1”挡时,通过电阻R3的电流较大,故改装后的电流表量程较大,此时对应的量程为10 mA。
(4)开关置于“1”挡时,根据部分电路的欧姆定律可得Ig(Rg+R1+R2)=(I1-Ig)R3;开关置于“2”挡时根据部分电路的欧姆定律可得Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)(R3+R2),联立解得R2=225 Ω,R3=25.0 Ω。
(5)开关置于“2”挡,量程为1 mA,结合表盘示数Ig′=156 μA,可得电流为0.780 mA。 答案:(1)见解析图 (2)黑 (3)10 (4)225 25.0 (5)0.780
5.(2017·湖南长沙一中模拟)某同学为了将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表,进行了以下操作。
(1)先用如图(a)所示电路测量该电压表的内阻,电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3 kΩ时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12 kΩ时,电压表指针指在如图(b)所示位置,则电压表的读数为________V。由以上数据可得电压表的内阻RV=________kΩ。
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(2)将图(a)的电路稍作改变,在电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图(c)所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,先闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“3.0 V”处,此处刻度应标阻值为________(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1 V”处对应的电阻刻度为________kΩ。
(3)若该欧姆表使用时内阻不能忽略,使用一段时间后,电源内阻变大,电动势不变,但将两表笔断开时调节电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将________。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法确定
解析:(1)由题图(b)所示电压表表盘可知,其分度值为0.1 V,读数为1.50 V;电源内阻不计,由题图(a)所示电路图可知,电源电动势:E=U+IR=U+R,由题意可知:
URV???E=?3+×3 000? V,E=?1.5+
?
?
?
4.5 V。
3
RV
1.5
×12 000?? V,解得:RV=6 000 Ω=6 kΩ,E=RV?
(2)两表笔断开,处于断路情况,相当于两表笔之间的电阻无穷大,故此处刻度应标阻3
值为∞,当指针指向3 V时,电路中的电流为Ig= A=0.000 5 A,此时电阻箱的阻值
6 0004.5-3为R= kΩ=3 kΩ,当电压表示数为1 V时,有1=
0.000 5kΩ。
(3)根据闭合电路欧姆定律可知电源新时有Ig=压表示数为U=
4.5RxRV·,解得Rx=1 RxRVRx+RVR+Rx+RVEE=,测量电阻时电
r+Rg+R?r+R?+RgERgRx?r+R?+Rg+Rx·RgRxE,欧姆表使用一段时间调零时有Ig=Rg+Rxr′+Rg+R′=
EERgRx′,测量电阻时U′=·,比较可知,调?r′+R′?+RgRgRx′Rg+Rx′?r′+R′?+Rg+Rx′零时r+R=r′+R′,所以若电流相同则Rx′=Rx,即测量结果不变,C正确。
答案:(1)1.50 6 (2)∞ 1 (3)C
6.(2017·湖南长沙浏阳模拟)如图所示是某同学连接的实验实物图,电源为四节干电池,合上开关后,发现A、B灯都不亮。他采用下列两种方法检查故障。
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