2020届高三高考物理二轮复习实验专题强化训练：用多用电表探测黑箱内的电学元件

一、实验题

1. 难度：中等

多用电表在科研和生活中有着广泛的用途。例如探测黑箱内的电学元件。如图甲所示，A、B、C是黑箱上的三个接线柱，每两个接线柱之间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个。某实验小组进行了以下操作步骤：

①用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；

②改用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变；

③用欧姆挡测量，黑表笔接A红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大；

④用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得的阻值比黑表笔接A红表笔接B测得的阻值大。

(1)上述第①步实验操作结果说明了：__________________；

(2)多用电表调至欧姆挡，在正式测量前需要进行的实验操作是：________；

(3)该小组选择了“”挡正确操作后，第②步实验操作测得的示数如图乙所示，则阻值为________。

(4)请在图甲中画出该黑箱内的元件及正确接法__________。

(5)该实验小组选择了多用电表的电流挡配合电阻箱来测量电源电动势和内阻，作出图像如图丙所示，则该电源的电动势______V，内阻______。结果均保留2位有效数字

2. 难度：中等

如图所示为某同学组装完成的简易多用电表的内部结构示意图

(1)图中的B端与___________(填“红表笔”或“黑表笔”)相连接；

(2)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值R_x关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是___________(填选项下面的字母)

(3)现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连.若该部分电路仅由两个组值均为R的电阻连接而成，且两个接线柱之间最多只能接一个元件。现将多用电表选择开关旋至欧姆档，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为0.5R。请在方框中画出盒子内这两个电阻的连接图。

(4)若该欧姆表使用一段时间后，内部电源电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法测量某电阻阻值，则测得的阻值应___________(填“大于”、“小于”或“等于”)电阻的真实值。

3. 难度：中等

在“多用电表的使用”实验中：

（1）如图1所示，为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“× 100”测量，则读数为_______；如果用““直流5V”挡测量，则读数为_________V；

（2）甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为________（填写选项前的字母）；

A．将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置

B．将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“”

（3）乙同利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量，以下操作正确的是_________

A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2 的电路测量小灯泡两端的电压

B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2 的电路测量小灯泡的电阻

C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3 的电路测量通过小灯泡的电流

D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3 中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流

（4）丙同学利用多用电表探测图4 所示黑箱时发现：用直流电压挡测量， E 、G 两点间和F 、G 两点间均有电压， E 、F 两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E 点，红表笔接F 点，阻值很小，但反接阻值很大，那么该黑箱内元件的接法可能是图5中的______

（5）丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表A，设计了如图6 所示的电路，已知电流表内阻R_A＝0．4，R₁＝R_A， R₂＝7R_A，若将接线柱 1、2 接入电路时，最大可以测量的电流为_____A；若将接线柱1、3 接入电路时，最大可以测量的电压为_______V；

4. 难度：简单

某一电学黑箱内可能有电源、电容器、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接虚线所连的两接线柱间只有一个元件。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的__选填“a”“b”或“c”；

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱A、B接点间是否存在电源时，可将一表笔接A，另一表笔应___选填“短暂”或“持续”接B，同时观察指针偏转的情况，并以此类推，判断其他接点间是否存在电源；

（3）若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表：

 

由此可知B、C间连接的元件是___，请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式____。

5. 难度：简单

某一电学黑箱内可能有电源、电容器、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接虚线所连的两接线柱间只有一个元件。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的__选填“a”“b”或“c”；

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱A、B接点间是否存在电源时，可将一表笔接A，另一表笔应___选填“短暂”或“持续”接B，同时观察指针偏转的情况，并以此类推，判断其他接点间是否存在电源；

（3）若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表：

 

由此可知B、C间连接的元件是___，请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式____。

6. 难度：中等

如图所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上。多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如表所示。请判定黑箱内的结构______。

红表笔	A	A	B	C	C	B
黑表笔	B	C	C	B	A	A
阻值（Ω）	100	150	50	2 k	2.1 k	100

7. 难度：中等

某同学想用以下器材组装一只简易欧姆表，并能比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值。

A．电流计（满偏电流为1mA，内阻为20Ω）

B．电流计（满偏电流为0.6A，内阻为5Ω）

C．电源（电动势3V，内阻不计）

D．滑动变阻器（最大阻值为5000Ω）

E．滑动变阻器（最大阻值为100Ω）

（1）以上器材中电流计应选用______（填“A”或“B”），滑动变阻器应选用______（填“D“或“E“）：

（2）组装好的欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为______Ω。

（3）现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连。若该部分电路仅由两个阻值均为2000Ω的电阻连接而成，且两个接线柱之间最多只能接一个元件。现用组装好的欧姆表测得A、B间电阻为2000Ω，B、C间的电阻为4000Ω，用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为1000Ω．请在方框中画出盒子内这两个电阻的连接图______。

8. 难度：困难

某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：

A．干电池：电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω

B．电流表G：满偏电流I_g＝1mA，内阻R_g＝150Ω

C．定值电阻R₁＝1200Ω

D．电阻箱R₂和R₃：最大阻值999.99Ω

E．电阻箱R₄：最大阻值9999Ω

F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

（1）该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R₂＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R_内，则R_内＝________Ω，欧姆表的倍率是________（选填“×10”或“×100”）；

（2）闭合开关S：

第一步：调节电阻箱R₂和R₃，当R₂＝________Ω且R₃＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；

第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R₄，调节R₄，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________。

9. 难度：中等

图甲为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．

(1)为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻

②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压

③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流

以上测量中不妥的有：________填序号．

(2)含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学没计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示．请你做进一步处理，处理方法：________，并由图求出等效电源的电动势________V，内阻________．

(3)由于电压表和电流表的内阻会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比_______，测得的内阻与实际值相比________选填“偏大”“偏小”或“相同”

10. 难度：中等

如图所示为某黑箱面板上的三个接线柱，黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器中的某些元件，但最多只有两个元件。

(1)某同学要用多用电表探测黑箱，探测的第一步应该是_________。

A.用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻

B.用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压

C.用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流

(2)探测结果表明，黑箱里没有电源，并测得任意两个接线柱间的电阻如下表所示。

红表笔	A	B	A	C	B	C
黑表笔	B	A	C	A	C	B
测得阻值	200	200		270		70

由此可以判断，黑箱里的元件有___________。用电路元件符号在图的虚线框内接线柱间画出黑箱中的电路连接________。

11. 难度：困难

如图甲所示为一黑箱装置，黑箱内有由两节干电池和几个电阻等元件组成的电路，a、b为黑箱的两个输出端，端连接黑箱内电池的正极．

⑴为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻；

②用多用电表的直流电压挡测量a、b间的输出电压,

③用多用电表的直流电流挡测量a、b间的输出电流.

你认为以上测量中不妥的有________（填序号），理由是 _______．

⑵若他用多用电表测某段电阻丝电阻，多用电表已经调零且选择开关指向欧姆挡“ ”挡位．结果指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的_________ (选填“ ”或“ ”倍率的挡位；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此段电阻丝的电阻为_______．

12. 难度：中等

某型号多用电表的结构示意图如图甲所示：

(1)此多用电表开关S接到位置5或6时是电压挡，接位置________时的量程较大。

(2)当把开关S接到位置4时，先短接红黑表笔进行欧姆调零，再将一阻值为的电阻R接到两表笔间，图中电流计指针恰好偏转到满刻度的处，则该欧姆表的内阻为________。

(3)现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连。先将多用电表选择开关旋至直流电压挡，测量小盒子的任意两个接线柱之间的电压，发现读数均为零，说明该部分电路内部不含电源。再将多用电表选择开关旋至欧姆挡，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为。若该部分电路仅由两个阻值均为R的电阻连接而成，请在图乙所示方框中画出这两个电阻的连接图_________。

13. 难度：中等

如图所示为某同学组装完成的简易多用电表的内部结构示意图

(1)图中的B端与___________(填“红表笔”或“黑表笔”)相连接；

(2)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值R_x关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是___________(填选项下面的字母)

(3)现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连.若该部分电路仅由两个组值均为R的电阻连接而成，且两个接线柱之间最多只能接一个元件。现将多用电表选择开关旋至欧姆档，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为0.5R。请在方框中画出盒子内这两个电阻的连接图。

(4)若该欧姆表使用一段时间后，内部电源电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法测量某电阻阻值，则测得的阻值应___________(填“大于”、“小于”或“等于”)电阻的真实值。

14. 难度：简单

某一电学黑箱内可能有电源、电容器、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接虚线所连的两接线柱间只有一个元件。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的__选填“a”“b”或“c”；

（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱A、B接点间是否存在电源时，可将一表笔接A，另一表笔应___选填“短暂”或“持续”接B，同时观察指针偏转的情况，并以此类推，判断其他接点间是否存在电源；

（3）若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表：

 

由此可知B、C间连接的元件是___，请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式____。

15. 难度：中等

图甲为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．

(1)为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量：

①用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻

②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压

③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流

以上测量中不妥的有：________填序号．

(2)含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学没计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示．请你做进一步处理，处理方法：________，并由图求出等效电源的电动势________V，内阻________．

(3)由于电压表和电流表的内阻会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比_______，测得的内阻与实际值相比________选填“偏大”“偏小”或“相同”