高考物理实验专题 电表的改装及内阻的测定

高考 实验专题电表的改装及内阻的测定（含答案）

1. 某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻

为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。

（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是 。（填正确答案标号） A．18 mA A．21 mA C．25mA D．28 mA

（3）产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大

（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。

【答案】 (1). (2). C (3). AC (4).

99 79

2. 某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头（量程100μA，内阻900）；电阻

箱R1（阻值范围0~999.9）；电阻箱R2（阻值范围0~99999.9）；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。 回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中 * 为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。

（2）电阻箱的阻值应取R1= Ω，R2= Ω。（保留到个位）

* a b A 答案：（1）如图所示

（2）100 2910

A R2 R1 *

a b

解析：（1）R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的的

电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示：

（2）改装电流表时需要并联一个电阻，要改装成1mA的电流表需要并联的电阻R1。

R1IgRgIIg0.1900100，所以电阻箱的阻值R1应取100Ω；

10..1R1与表头并联电阻为RR1RgR1Rg10090090

1000UUA30.092910。 3I110要改装成3V的电压表需要串联一个电阻R2，R23. 图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头μA 的量程为Ig=600μA，内阻为Rg，mA 是标准

电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。

（1）图1中分流电阻Rp的阻值应为 （用Ig、Rg和I表示）。

μA mA RP E S 图1 10 0

R mA 图2 20

30

40

50

60

2所示，由此读出流过

mA 电流表的

（2）在电表改装完成后的某次校准测量中，mA 表的示数如图

电流为_______mA。此时流过分流电阻RP的电流为_______mA（保留1位小数） 答：（1）

1Rg （2）49.5 49.0 994. 某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。 （1）已知表头G满偏电流为100 A，表头上标记的内阻值为900Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=___Ω，R2=______Ω，R3=_______Ω。

（2）用量程为3V，内阻为2500Ω的标准电压表V○对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50Ω和5kΩ。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。

（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。 （4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_________（填“大于”或“小于”）900Ω。

【答案】（1）100 910 2 000 （2）50 （3）M （4）大于

5. 某同学用量程为1 mA、内阻为120Ω 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的

多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题: (1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。

(2)开关S闭合时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压，或“电阻”)；

a G R1 R2 R3 c b V M P N R S E

开关S断开时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压”或“电阻”)。 (3)表笔A应为_______色(填“红”或“黑”)。 (4)定值电阻的阻值R1＝________Ω， R2＝________Ω。（结果取3位有效数字） 答案： (1)连线如图所示

(2)电流 电压 (3)黑 (4)1.00 880

6. 某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流

表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=500Ω，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（a）在图（b）中将实物连线； （2）表笔a的颜色为 色（填“红”或“黑”） （3）将开关S置于“1”挡时，量程为 mA；

（4）定值电阻的阻值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（c）所示，则所测量电流

μA R2 mA + R1 表笔A 图(a)

S R1 mA R2 S 表笔B

表笔A 图(b) 表笔B R1 R2 S

μA + - 3R1 R2 1 S 2 B A R3

+ R3 A 图(a)

表笔a 图(b)

B 表笔b 图(c)

的值为 mA。

答案：(1)如图； (2)黑； (3)10； (4)225，25.0； (5)0.780(0.78同样给分)

7. 某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个

用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为__________________

A.合上开关S2

R1 C.记下R2的最终读数

D.反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r E.合上开关S1

F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数

G1 G2 E S1 ②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比_______（填偏大、偏小或相等）

③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=________________ .

答案：①正确顺序为B、E、F、A、D、C。 ②相等 ③RSI1r II18. 图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可求出R1= Ω，R2= Ω。 (2)现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、

图R0 R 图

a mA R1 R2 b c A R′ a b c d 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为 Ω的电阻，R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。 (3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b)的电路可以判断出损坏的电阻。图（b)中的R' 为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a) 虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱 (填”b”或”c”)相连。判断依据是： 。 答案：（1）15 35 （2）300 3000

（3）c 闭合开关时，若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1；若电表指针不动,则损坏的电阻是R2

B.分别将R1和R2的阻值调至最大

R1 S2

9. 某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5 V的电压表○V的内阻（内阻为数千欧姆），可

供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99 999.9 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50 Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5 kΩ），直流电源E（电动势3 V）。开关1个，导线若干。 实验步骤如下

①按电路原理图（a）连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏；

④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题：

（1）实验中应选择滑动变阻器_______（填“R1”或“R2”）。 （2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线。

（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_______Ω（结果保留到个位）。

（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_____（填正确答案标号）。

5VR E S 图（a）

51000V12153E 图（b）

S

10A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA 【答案】（1）R1 （2）连线如下图 （3）2 520 （4）D

10. 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流

的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供的材料器材如下：

00V12153E 答图

S 待测电压表V（量程3V，内阻约为3000Ω），电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω)，滑动变阻器R1

（最大阻值100Ω，额定电流2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干 （1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整

（2）根据设计的电路，写出实验步骤

R1 E S1 V S2 R0 。

（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R'V，与电压表内阻的真实值Rv相比，R'V Rv （填“>”“=”或“<”）

主要理由是 。

解析：（1）实验电路如右图所示

(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。

(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在

支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R'V>Rv。

11. 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图

所示。

供选择的仪器如下：①待测电流表G1 (0~5mA，内阻约300Ω)，

②电流表G2 (0~10mA，内阻约100Ω)，

③定值电阻R1 (300Ω)， ④定值电阻R2 (10Ω)，⑤滑动变阻器R3 (0~1000Ω)， ⑥滑动变阻器R4 (0~20Ω)，

⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干。

⑴定值电阻应选_____，滑动变阻器应选_____。(在空格内填写序号)

S P G1 G2 mA 待测电流表 mA S2 V R0 R1 E S1

⑵用连线连接实物图。 ⑶补全实验步骤：

①按电路图连接电路，______；

②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1，G2的读数I1，I2； ③________________________；

④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。

⑷根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式____________。

答案：（1）③，⑥；（2）如图；（3）①将滑动触头移至最左端，③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；（4）r1＝(k－1)R1

O I1

I2