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例題精講 · 第 00017 題 · 歐姆檔先調零·改裝先算阻

多用電錶與電錶改裝是實驗題裡規則最密集的一塊。本組三道自編仿真題依次練:歐姆檔測電阻的完整操作順序與讀數(含倍率與調零)、電流表改裝成電壓表/大量程電流表的分流分壓計算、用多用電錶判斷二極管極性與電路故障。每題給出原始公式、操作步驟、採分點與高頻錯因。

00017題號全 1000 篇 · 第 第3輪 / 第3冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——按課程標準與聯招常見考點範圍編寫,非真題原文;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 多用電錶

一、三條最容易混的規則

① 機械調零(調指針到左端 0,用螺絲刀,任何檔使用前做一次)≠ 歐姆調零(兩表筆短接調到右端 0 Ω,每次換倍率都要重做);② 歐姆檔刻度右端為 0 Ω、左端為 ∞,且不均勻,讀數 = 刻度值 × 倍率,指針宜落在中值附近;③ 歐姆檔內部自帶電源,電流從黑表筆流出(黑表筆接內部電池正極),測二極管時這一點決定極性判斷。

二、題1 歐姆檔操作順序與讀數

題目 用多用電錶歐姆檔測一隻未知電阻。
(1) 寫出從準備到讀數的完整操作順序;
(2) 選用 ×10 檔時指針偏轉過小(靠近左端),應如何換檔?換檔後必須先做什麼?
(3) 換用 ×100 檔並正確調零後,指針指在刻度「15」處,讀數為多少?

(1) 規範作答(順序不能亂)

① 使用前檢查指針是否停在左端電流零位,必要時機械調零;
② 將選擇開關轉到歐姆檔合適倍率(先估測,一般從 ×10 或 ×100 起);
③ 兩表筆短接,調歐姆調零旋鈕使指針指在右端 0 Ω;
④ 把電阻從電路中斷開(至少斷開一端,不能帶電測量),兩表筆分別接觸電阻兩端,手不要同時捏住兩表筆金屬部分(人體電阻會並聯進去);
⑤ 讀數:刻度值 × 倍率;若指針偏角太小或太大,換倍率並重新歐姆調零後再測;
⑥ 測畢把選擇開關轉到 OFF 或交流電壓最高檔,拔出表筆。

(2) 指針偏轉過小=指針靠近左端(∞ 側)=被測電阻偏大、當前倍率太小,應換用更大倍率(×100 或 ×1k)。換檔後必須重新做歐姆調零(兩表筆短接調 0 Ω)——這是本題最高發的採分點。

(3) R = 15 × 100 = 1500 Ω = 1.5 kΩ。

採分點 (1) 六步各 1 分(機械調零、選檔、歐姆調零、斷開電路、讀數、測畢歸位);(2) 換大倍率(1分)+重調零(2分);(3) 讀數與單位(1分)。

易錯點 ① 把「偏轉過小」誤判為電阻小(歐姆檔刻度反向,偏小→阻值大→換大倍率);② 換檔不重調零;③ 帶電測量或手捏表筆金屬端;④ 測畢忘記歸到 OFF/交流最高檔。

三、題2 電錶改裝計算

題目 有一電流表 G,滿偏電流 Ig = 1 mA,內阻 Rg = 100 Ω。
(1) 要把它改裝成量程 3 V 的電壓表,應串聯還是並聯多大電阻?
(2) 要把它改裝成量程 0.6 A 的電流表,應串聯還是並聯多大電阻?
(3) 改裝後的電壓表,當 G 的示數為 0.4 mA 時,被測電壓是多少?

(1) 規範作答 擴大量程測電壓需串聯分壓電阻 R。滿偏時總電壓 U = Ig(Rg + R):
3 = 0.001 × (100 + R) → R = 3/0.001 − 100 = 3000 − 100 = 2900 Ω。

(2) 規範作答 擴大量程測電流需並聯分流電阻 R′。滿偏時表頭與分流電阻電壓相等:
Ig Rg = (I − Ig) R′ → 0.001 × 100 = (0.6 − 0.001) R′
R′ = 0.1 / 0.599 ≈ 0.167 Ω。

(3) 規範作答 改裝後電壓表總內阻 RV = Rg + R = 3000 Ω,刻度均勻,故
U = I · RV = 0.0004 × 3000 = 1.2 V。
(等價:0.4 mA 是滿偏 1 mA 的 0.4 倍,故讀數為 3 V × 0.4 = 1.2 V ✓ 兩法一致。)

採分點 (1) 判「串聯」(1分)+寫出 U=Ig(Rg+R)(1分)+結果 2900 Ω(1分);(2) 判「並聯」(1分)+寫出並聯電壓相等式(2分)+結果約 0.167 Ω(1分);(3) 1.2 V 與兩種算法(2分)。

易錯點 ① 把 Ig=1 mA 直接當 1 A 代入;② (2) 中把 (I − Ig) 寫成 I(0.599 與 0.6 差別很小但口徑要寫對);③ 串並聯判反;④ 忘記改裝後表頭滿偏電流不變,刻度按量程等比例換算。

四、題3 二極管極性與故障檢測

題目 (1) 用多用電錶歐姆檔測一隻二極管:當黑表筆接 a 端、紅表筆接 b 端時,讀數約幾百歐;對調錶筆後讀數接近 ∞。判斷 a、b 哪端是二極管正極,並說明理由。
(2) 用電壓檔檢測一段串聯電路的斷路位置,應怎樣判斷?

(1) 規範作答 歐姆檔內部電池正極接黑表筆,故黑表筆電位高、電流從黑表筆流出經外部元件回到紅表筆。黑接 a、紅接 b 時電阻很小(幾百歐),說明二極管處於正向導通狀態,電流由 a 流向 b,因此 a 端為二極管正極(P 區)、b 端為負極(N 區)。對調後反向截止,電阻接近 ∞,與判斷一致。
記憶:歐姆檔「黑正紅負」,與測直流電壓電流時的紅正黑負相反——這是最易混的一條。

(2) 規範作答 把電路接通電源,用直流電壓檔逐段(或逐點)測量:若某元件兩端電壓接近電源電壓而其他部分電壓為 0,則該元件處斷路(斷路點承擔全部電壓);若某元件兩端電壓為 0 且電路不通,則該處可能短路或電源未接通。注意:查斷路用電壓檔(帶電),查通斷/電阻用歐姆檔(必須斷電),兩者不能混用。

採分點 (1) 指出黑表筆接內部電池正極(2分);由小電阻判正向導通(1分);結論 a 為正極(1分);對調驗證(1分);(2) 電壓檔帶電測(1分)+「斷路處電壓≈電源電壓」判據(2分)+歐姆檔須斷電的說明(1分)。

易錯點 ① 按「紅正黑負」判成 b 為正極;② 不知道歐姆檔內部有電源;③ 用歐姆檔帶電測電路(會損壞電錶且讀數無意義);④ 斷路判據說反(寫成「斷路處電壓為 0」)。

五、多用電錶清單

  • □ 兩種調零分清:機械調零一次、歐姆調零每換一次倍率都要重做;
  • □ 歐姆刻度右 0 左 ∞、不均勻,讀數 = 刻度 × 倍率,指針取中值附近;
  • □ 偏轉過小 → 阻值大 → 換大倍率;偏轉過大 → 阻值小 → 換小倍率;換檔必重調零;
  • □ 測電阻斷電、斷開一端、手不捏金屬;測畢歸 OFF/交流最高檔;
  • □ 改裝公式:測電壓串 R = U/Ig − Rg;測電流並 R′ = IgRg/(I − Ig);
  • □ 改裝後表頭滿偏電流不變,新刻度按量程等比例換算;
  • □ 歐姆檔黑正紅負;查斷路用電壓檔帶電測、查通斷用歐姆檔斷電測。

這一塊幾乎不考計算難度,考的是操作順序與兩條相反的極性規則。把順序寫成固定六步、把「黑正紅負」單獨記,分就穩了。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中物理必修第三冊:多用電錶的使用、電錶改裝與電路故障檢測相關實驗
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:電學實驗考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目條件、數據與解析為按常見考點編寫的教研整理,非官方試題與官方評分標準

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聯招物理·實驗題(三):多用電錶使用與電錶改裝
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