2020年高考回归复习—电学实验之电表的改装和校对 含答案

高考回归复习—电学实验之电表的改装及校对1．有一毫伏表，它的内阻是100Ω，量程为0.2V，现要将它改装成量程为10A的电流表，则毫伏表应（）A．并联一个0.02Ω的电阻B．并联一个0.2Ω的电阻C．串联一个50Ω的电阻D．串联一个4900Ω的电阻2．如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的13；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.08AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A3．一个电流表,刻度盘的每1小格代表1uA,内阻为Rg。

如果把它改装成量程较大的电流表,刻度的每一小格代表nμA,则( )A．给它并联一个电阻,阻值为Rg/nB．给它并联一个电阻,阻值为Rg/（n-1）C．给它串联一个电阻,阻值为n RgD．给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg4．磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝5mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是 ( ) A．串联一个570 Ω的电阻B．并联一个570 Ω的电阻C．串联一个0.05 Ω的电阻D．并联一个0.05 Ω的电阻5．某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程．关于该电表，下列说法中正确的是（）A．测电压时，量程1一定小于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关B．测电流时，量程1一定大于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关C．测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关D．测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关6．如图所示，由相同的电流表G（内阻不为零）改装而成的甲、乙两个电压表，R1、R2是分压电阻，R1>R2。

专题十六电学实验高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．3. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力．4．电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题．对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验．一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力．预测高考电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等．知识点一、测量读数类仪器使用1．电流表、电压表(1)电流表、电压表使用时量程选择的规则:根据被测电流或电压值的大小选择量程.测量时最好使指针偏转超过所选量程的2/3,至少超过1/2.在不知道被测电流或电压大小的情况下,应选用电表的较大量程,然后再根据指针偏转情况选取合适的量程.(2)读数方法:读数时应使视线垂直于刻度盘表面.凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读.2．电阻箱电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读．如图所示的电阻箱的阻值为84580.2 Ω.3．多用电表(1)使用多用电表测电压、电流时，应根据选择的量程确定最小刻度值，然后读数．(2)使用欧姆挡时，注意以下几个方面：①用多用电表测电阻时,测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率.②每更换一次倍率，都要重新进行欧姆调零.③由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.④测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开.⑤多用电表使用完毕后,应将选择开关拨离欧姆挡,旋至OFF挡或交流电压最高挡上.特别提醒：要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置．调整的是表盘下边中间的定位螺丝．“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．知识点二、电学实验1．电路设计及仪器选取原则正确地选择仪器和设计实验电路,有一定的灵活性,应遵循以下几个基本原则:(1)正确性．(2)安全性．(3)方便性．(4)精确性．2．“伏安类”实验中电流表的内、外接法【特别提醒】在R V、R A均不知的情况下,可采用试触法.如图所示,分别将a端与b、c接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法.3．滑动变阻器的接法(1)若符合下列情况之一,则滑动变阻器必须接成分压式.①要求电表能从零开始读数;②要求电表能有较大的调节范围;③当待测电阻R x≫R(滑动变阻器的最大阻值)时.(2)当待测电阻R x≪R(滑动变阻器的最大阻值)时,既可接成分压式、也可接成限流式.知识点三、实验误差1．偶然误差和系统误差从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.2．有效数字(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.(2)确定有效数字时，应注意以下问题：①有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.②关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0在后时,计入有效数字.③乘方不算有效数字;比如3.020×10－3 m/s中的－3不是有效数字,10也不是.3．减小实验误差的方法(1)多次测量求平均值．(2)累积法．(3)图象法．知识点四、创新实验1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则(1)科学性原则．(2)可靠性原则．(3)方便性原则．(4)准确性原则．2．设计性实验的设计思路知识点五、控制电路的设计技巧1．滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法：(1)要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如：测绘导体的伏安特性曲线等实验)；(2)被控制电路的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0时；(3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时；(4)若采用限流式接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时．2．若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻R L 与滑动变阻器的最大值R0接近或R L略小于R0，则应该采用限流式接法．测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法．知识点六、电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便，器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材．具体如下：1．电源的选择：一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．2．电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右，以减小读数的偶然误差，提高精确度．3．变阻器的选择：所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小．高频考点一基本仪器使用与读数电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法：①测量值＝固定刻度读数＋0.01 mm×可动刻度读数(一定要估读)．②读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出．(3)电流表和电压表(4)多用电表(欧姆表)①使用a．机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；b．选取适当倍率挡；c．欧姆调零：两表笔相接，检查表针是否停在右端的“0”位置；d．把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；e．实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡．②注意事项a．测量电阻时，待测电阻要与其他电路元件断开，两手不要接触待测电阻两端；b．选择好倍率挡后要进行欧姆调零，且每换一次倍率挡要“调零”一次；c．测量电阻时，若指针偏角过小，换较大倍率挡；若指针偏角过大，换较小倍率挡；d．读数＝示数×倍率．例1．下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图甲中游标卡尺为50分度，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为__________；________；________.【解析】在图甲中，主尺读数为42 mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是50分度的，所以读数为42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm；在图乙中，主尺读数为63 mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是20分度的，所以读数为63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在图丙中，主尺读数为29 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是10分度的，所以读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm.【答案】42.10 mm63.30 mm29.8 mm【变式探究】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________V．若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________V.(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为________A．若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________A.【解析】对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A.【答案】(1)1.688.4(2)0.46 2.30【举一反三】(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：①将K旋转到电阻挡“×100”的位置．②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线．③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图甲所示．为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1”、“×10”、“×1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量．(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，R g 为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值R x的关系式为________；(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻．该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图中________(选填“A”或“B”)方式连接．在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图甲所示，读数为______ Ω，这时电压表的读数为如图乙所示．若该欧姆挡内阻为24 kΩ，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为______V(计算结果保留两位有效数字)．【解析】(1)②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件D，使指针对准电阻的“0”刻度线；③指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换“×10”挡．(2)根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：I＝ER g＋R0＋R x＋r.(3)欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ，电压表的读数为：1.60 V．由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ，与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：E＝I(R＋r)＝1.6030 000×(2.4×104＋3×104) V≈2.9 V.【答案】(1)D“×10”(2)I＝ER g＋R0＋R x＋r(3)A30 k 2.9高频考点二以测电阻为核心的电学实验1．最常用的电阻测量方法(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”．(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”．(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”．(4)“伏安加R法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”．(5)滑动变阻器限流式、分压式接法的选择①当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法；②当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法；③当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法；④负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；⑤两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)．(6)电表的“三用”：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”．2．最为精确的电阻测量方法——等效替代法(1)电流等效替代(2)电压等效替代3．电表内阻测量最常用的方法——半偏法(1)用半偏法测电流表内阻，如图所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测<R 真．(2)若测电压表内阻，如图所示，电阻箱应和电压表串联，然后与小电阻滑动变阻器并联，且R测>R真.例2．某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20 Ω)材料的电阻率．他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．他们的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，闭合开关S；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F．断开开关，拆除电路并整理好器材．(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d ＝________mm ；(2)实验中电流表应选择________(选填“A 1”或“A 2”)；(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R 和对应的接入电路中电阻丝长度L 的数据，绘出了如图丙所示的R －L 关系图线，图线在R 轴的截距为R 0，在L 轴的截距为L 0，再结合测出的电阻丝直径d ，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)．【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5 mm ，可动刻度是22.6×0.01 mm ＝0.226 mm ，金属丝直径d ＝0.5 mm ＋0.226 mm ＝0.726 mm.(2)电路中最大电流约为I ＝ER 电阻丝＋r ＝320＋1 A≈0.14 A ，不到0.6 A 的四分之一，如果使用电流表A 2实验误差较大，因此电流表应选A1.(3)由实验步骤可知，外电路电阻不变，由串联电路特点可知，外电路总电阻R 总＝R ＋R 电阻丝＝R ＋ρL S＝R ＋ρL π(d 2)2＝R ＋ρ4L πd 2， 由题图丙可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，电路总电阻R 总＝R 0，则R ＋ρ4L πd 2＝R 0，R ＝R 0－ρ4L πd 2，图象斜率的绝对值|k |＝R 0L 0＝4ρπd 2，则电阻率ρ＝πd 2R 04L 0. 【答案】(1)0.726(0.725～0.727) (2)A 1 (3)πd 2R 04L 0【变式探究】待测电阻R x 的阻值约为20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A ．电流表A 1(量程为150 mA ，内阻约为10 Ω)B ．电流表A 2(量程为20 mA ，内阻r 2＝30 Ω)C ．电压表V(量程为15 V ，内阻约为3 000 Ω)D ．定值电阻R 0＝100 ΩE ．滑动变阻器R 1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 AF ．滑动变阻器R 2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 AG ．电源，电动势E ＝4 V(内阻不计)H ．电键S 及导线若干(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不小于其量程的三分之一，请从所给的器材中选择合适的实验器材：__________________________(均用器材前对应的序号字母填写)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R x 的最佳实验电路图并标明元件符号；(3)待测电阻的表达式为R x ＝____________，式中各符号的物理意义为___________________________________________．【解析】(1)由于电源电动势为4 V ，电压表V 量程为15 V ，测量中电压表示数达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可将电流表A 2与定值电阻R 0串联当作电压表与电流表A 1配合使用，用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A 1采用外接法，改装的电压表量程为20 mA×130 Ω＝2.6 V ，两个滑动变阻器最大阻值均为5 Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为0.8 A ，故滑动变阻器只能选择R 1，经过估算当电流表A 1满偏时，电流表A 2也正好满偏，非常匹配，满足电表读数不小于其量程的三分之一．故器材选择ABDEGH.(2)如图所示(3)待测电阻R x ＝I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2，其中，I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值．【答案】(1)ABDEGH (2)见解析图 (3)I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2 I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值【举一反三】某同学利用右图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表的内阻(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R 1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R 2(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)根据电路图将下图中实物图连线．(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)．A．100 μA B．250 μAC．500 μA D．1 mA【解析】(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差．(2)滑动变阻器为分压式接法，连接实物电路如图所示：(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则R V＝4R＝2 520 Ω.(4)电压表的满偏电流I g＝UR V＝2.52 520A≈1 mA，故选项D正确．【答案】(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D 高频考点三测量电源电动势和内阻1．电源电动势和内阻的测量方法任何一种实验方法．一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点．2．数据处理利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解．当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量．例3．某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为3 V的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下．A．电压表V1(0～3 V，R V1＝10 kΩ)B．电压表V2(0～15 V，R V2＝50 kΩ)C．电流表A1(0～3 mA，R g＝100 Ω)D．电流表A2(0～3 A，内阻约为0.5 Ω)E．滑动变阻器R1(0～10 Ω)F．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω)G．定值电阻R3＝0.5 ΩH．定值电阻R4＝10 ΩI．开关S以及导线若干回答下列问题：(1)在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选______(填器材前的序号)，为了操作方便，滑动变阻器应选________(填器材前的序号)，通过分析可知电流表A1的量程太小、电流表A2的量程太大，该小组的同学想将电流表A 1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A 1与定值电阻________(填器材前的序号)________(填“串”或“并”)联，改装后的电流表的量程应为________A ；(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图甲所示的虚线框内；(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表A 1的示数为横坐标、电压表的示数为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的U －I 图象如图乙所示，则该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留两位小数)【解析】(1)电源的电动势约为3 V ，电压表应选A ，为方便实验操作，滑动变阻器应选E ，它的阻值范围是0～10 Ω，电路中最小电流约为0.3 A ，为了扩大电流表A 1的量程，应与A 1并联一个小电阻R 3，改装电流表的满偏电流I ＝I g ＋I g R g R 3＝0.003 A ＋3×10－3×1000.5A ＝0.603 A ； (2)电路图如图所示；(3)分析可知，改装后电流表的量程是电流表A 1量程的201倍，图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，由题图乙读出电源的电动势为E＝2.96 V，图线斜率的绝对值表示电源内阻r，故r＝2.96－2.12201×2.5×10－3Ω＝1.67 Ω.【答案】(1)A E G并0～0.603(2)见解析图(3)2.96 1.67【变式探究】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【解析】①用多用电表的电压挡测U ab≠0，说明两表笔与电源两极间为通路，问题出在a、b′之间的含有电键的电路部分；若U aa′≠0，说明aa′导线断路，若U aa′＝0，说明导线bb′断开．②由于I2≫I1，故可将I2视为干路电流，则有I1(R1＋r1)＝E－I2(r＋R0)则I1＝ER1＋r1－r＋R0R1＋r1·I2，故从图线的截距和斜率可求得E＝1.4 V，r＝0.5 Ω。

实验题强化专练-电表改装一总分题号得分一、实验题（本大题共5小题，共45.0分）1.如图所示是一个电流、电压两用表的电路，电流表G的量程是100μA，内阻是100Ω，电阻R1＝0.01Ω，R2＝99900Ω，当双刀双掷开关接到a、b上时，电流表改装成为表，其量程是；当双刀双掷开关接到c、d上时，电流表改装成为表，其量程是。

2.现有一满偏电流为500μA，内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计，某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表，实验室提供如下器材：A、一节干电池（电动势为1.5V）B、电阻箱R1（最大阻值99.99Ω）C、电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）D、滑动变阻器R3（0-100Ω）E、滑动变阻器R4（0-1kΩ）F、导线若干及两个接线柱（1）请在方框内把改装后的电路图补画完整，并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号（B～E）．（2）电路中的电阻箱，阻值应调为______ Ω．（3）用改装后的欧姆表测一待测电阻，读出电流计的示数为200μA，则待测电阻阻值为______ Ω．3.把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流I g为200μA，内阻估计在400～600Ω之间。

（1）按图测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：（A）滑动变阻器（阻值范围0-200Ω）（B）滑动变阻器（阻值范围0～175Ω）（C）电阻箱（阻值范围0-999Ω）（D）电阻箱（阻值范围0～99999Ω）（E）电源（电动势6V，内阻0.3Ω）（F）电源（电动势12V，内阻0.6Ω）按实验要求，R最好选用______，R′最好选用______，E最好选用______。

（填入选用器材的字母代号）（2）根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值______（选填“大”或“小”）。

（3）假定由上述步骤已测出电流表内阻R g=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为______。

电表的改装一、电流表量程的扩大——并联一个小电阻 由 (I-I g ) R= I g R g R= I g R g ／(I-I g )若I =n I g则 R= I g R g ／(I-I g ) = R g ／(n-1)例. 若电流表的内阻R g =1000Ω, 满偏电流I g =100μA, 怎样把它改装成量程为10mA 的电流表？解：R= I g R g ／(I-I g ) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω 或 R=R g ／(n-1)=1000 ／99=10.1Ω二、双量程电流表、如图示是一个双量程电流表，I g =0.5mA ，R g =200和R 的阻值。

解： （R 1+R 2） (I 1-I g ) = I g R g① R 1+R 2= I g R g ／(I 1-I g ) = 100÷0.5=200 Ω I g （Rg + R 2 ）=(I 2-I g ) R 1② （R g + R 2 ）=(I 2-I g ) R 1 ／ Ig = 19R 1 ∴ R 1=20Ω R 2=180Ω三、电压表量程的扩大——串联一个大电阻 若U =nU g 则有RU U R U ggg -=g g gg R )n (R U U U R 1-=-=例. 若电流表的内阻R g =1000Ω，满偏电流I g =100μA ，怎样把它改装成量程为U =3V 的电压表？解：U g =I g R g =0.1V n=U/U g =30 ∴R=(n-1)R g四、双量程电压表、如甲、乙图示是一个双量程电压表， I g =1mA ， R g =100 Ω，计算R 1和R 2的阻值。

解：甲图, U g = I g R g =0.1V ， n 1=30 n 2=150 R 1=（ n 1 -1）R g =2900 Ω R 2=（ n 2 -1）R g =14900 Ω 乙图, 同样求出R 1R 1=（ n 1 - 1）R g =2900 Ω R g +R 1+R 2=15V ÷1mA=15 K Ω R 2= 12 K Ω五、改装电压表的校对 电路图如图示I 10mA 1mA －215V3V 甲 3V 15VV 为标准电压表，R 为滑动变阻器(分压器接法), 虚线框中为改装电压表。

把电流表改装成电压表μ的直流电流计，改2020年高考题２１．（１８分）（１）甲同窗要把一个量程为200A装成量度范围是0～4Ｖ的直流电压表。

①她按图１所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻r g，其中电阻Ｒ0约为１kΩ。

为使r g的测量值尽可能准确，在以下器材中，电源Ｅ应选用______________，电阻器Ｒ1应选用______________，电阻器Ｒ2应选用______________（选填器材前的字母）Ａ．电源（电动势Ｖ）Ｂ．电源（电动势6Ｖ）Ｃ．电阻箱（0～Ω）Ｄ．滑动变阻器（0～500Ω）Ｅ．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～kΩ）Ｆ．电位器（0～51kΩ）②该同窗在开关断开情形下，检查电路连接无误后，将Ｒ２的阻值调至最大。

后续的实验操作步骤依次是______________，______________，______________，______________，最跋文录Ｒ1的阻值并整理好器材。

（请按合理的实验顺序，选填以下步骤前的字母）Ａ．闭合Ｓ１Ｂ．闭合Ｓ２Ｃ．调剂Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度Ｄ．调剂Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半Ｅ．调剂Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半Ｆ．调剂Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度③若是所得的Ｒ１的阻值为Ω，那么图１中被测电流计的内阻ｒ的测量值为______________Ω，该测量值__________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

④给电流计__________联（选填“串”或“并”）一个阻值为__________kΩ的电阻，就能够够将该电流计改装为量程４Ｖ的电压表。

（２）乙同窗要将另一个电流计改装成直流电压表，但他不仅借到一块标准电压表、一个电池组Ｅ、一个滑动变阻器R'和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同窗从上述具体条件动身，先将带改装的表直接与电压表校准。

请你画完图２方框中的校准电路图。

电表改装与校准一、选择题1、电表准确度等级是国家对电表规定的质量指标，它以数字标明在电表的表盘上，共有七个等级，请从下列给出的数字中选出选择正确的等级指标：（ B ） A ：0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 B ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 C ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、3.0 D ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.2、1.5、2.02、已知一电表满偏电流I g =100uA,R g =3800Ω,现要将其改装为量程是2 mA 的电流表，则需并联电阻为 （ B ）A 、100ΩB 、200ΩC 、400ΩD 、1000Ω3．用量程为20mA 的1.0级毫安表测量电流。

毫安表的标尺共分100个小格，指针指示为60.5格。

（1）该表的最大绝对误差=∆max C mA ；A 、2；B 、0.5；C 、0.2；D 、0.02（2）测量的相对误差为 B ；A 、1%；B 、1.7%；C 、2%；D 、5%（3）电流测量结果应表示为： B 。

（A ）(60.5±0.2)mA ； （B ）(12.1±0.2)mA ；（C ）(20.0±0.1)mA ； （D ）(12.10±0.01)mA 。

4．校准50mA 电流表时测量一组数据如下表：标准电阻R s =10Ω。

则该电流表准确读定级为（ B ）A 、1.0B 、2.5C 、5.0D 、0.5 5．用C31-V 型直流电压表的2V 档测一直流电压，该表的准确度等级为0.5级，标尺分格为100格，当指针指在43.5格时，记录测量指示值为 D ；A ．0.85V ,B ．0.630V , Ｃ．0.50V , Ｄ．0.870V6．在示波器实验中，某同学测的波形周期为8.0div ，t/div 开关置于“1µs ”，其微调置校准位置，则该同学得到的波形频率为： D 。

实验题强化专练-电表改装一总分题号得分一、实验题（本大题共5小题，共45.0分）1.如图所示是一个电流、电压两用表的电路，电流表G的量程是100μA，内阻是100Ω，电阻R1＝0.01Ω，R2＝99900Ω，当双刀双掷开关接到a、b上时，电流表改装成为表，其量程是；当双刀双掷开关接到c、d上时，电流表改装成为表，其量程是。

2.现有一满偏电流为500μA，内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计，某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表，实验室提供如下器材：A、一节干电池（电动势为1.5V）B、电阻箱R1（最大阻值99.99Ω）C、电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）D、滑动变阻器R3（0-100Ω）E、滑动变阻器R4（0-1kΩ）F、导线若干及两个接线柱（1）请在方框内把改装后的电路图补画完整，并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号（B～E）．（2）电路中的电阻箱，阻值应调为______ Ω．（3）用改装后的欧姆表测一待测电阻，读出电流计的示数为200μA，则待测电阻阻值为______ Ω．3.把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流I g为200μA，内阻估计在400～600Ω之间。

（1）按图测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：（A）滑动变阻器（阻值范围0-200Ω）（B）滑动变阻器（阻值范围0～175Ω）（C）电阻箱（阻值范围0-999Ω）（D）电阻箱（阻值范围0～99999Ω）（E）电源（电动势6V，内阻0.3Ω）（F）电源（电动势12V，内阻0.6Ω）按实验要求，R最好选用______，R′最好选用______，E最好选用______。

（填入选用器材的字母代号）（2）根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值______（选填“大”或“小”）。

（3）假定由上述步骤已测出电流表内阻R g=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为______。

2020年高三电学实验复习—电表的改装（复习学案）【自主复习】一、将电流表G （表头）改装为电流表和电压表电流表G 的三个参数：1、表头内阻g R ；2、表头的满偏电流g I ； ⇒三者关系：g g g R I U =3、表头的满偏电压g U 。

【例】有一个电流表G ，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA 。

（1）电流表G 可直接作为量程为 A 的电流表串联入电路测电流。

（2）电流表G 也可以作为量程为 V 的电压表并联入电路测电压。

（3）将电流表G 改装为量程为0～3V 的电压表，要在电流表上 联一个阻值为 Ω的电阻。

改装后的电压表内阻V R = Ω。

（4）将电流表G 改装为量程为0～0.6A 的电流表，要在电流表上 联一个阻值为 Ω的电阻。

改装后的电流表内阻A R = Ω。

（5）双量程电压表 （6）双量程电流表二、对电流表和电压表的进一步认识1、理想电表模型：电压表内阻 无限大 ，可视为 断路 ；电流表内阻 为零 ，可视为短路。

因此，对于理想电表，其内阻对电路的影响 可忽略不计 ，这时它只负责 读数 。

2、实际电表：（1）实际电表是以 灵敏电流表G （表头） 为核心的电阻系统。

（2）表头的核心部件是一个有一定电阻值的线圈，在电路中相当于一个 定值电阻（g R ） 。

表头串联一个定值电阻即为 电压表 ，表头并联一个定值电阻为 电流表 。

（3）实际电表在电路中有双层角色：一，实际电表就是一个 电表 ，能显示自身两端的电压或通过自身的电流；二，实际电表又是一个 电阻 ，遵守欧姆定律，分析电路时不可忽略。

（4）实际电表和理想电表在电路中的不同角色。

【自我测试】 1、有个电流计，内阻R g =300Ω，满偏电流I g =1mA ，要把它改装成一个量程为3V 的电压表，需要给它（ ） A ．并联一个0.1Ω的电阻B ．串联一个0.1Ω的电阻C ．并联一个2.7K Ω的电阻D ．串联一个2.7K Ω的电阻【答案】D2、已知G 表的内阻为100Ω，满偏电流为300μA ，若用此表头改装成0.6A 量程的电流表，则（ ） A ．串联一个199900Ω电阻B ．串联一个0.05Ω电阻C ．并联一个199900Ω电阻D ．并联一个0.05Ω电阻【答案】D3、一个电流表的满偏电流为I g ，内阻为R g ，现在要改装成电压表，使它的量程扩大为原来的n 倍，则在电流表上（ ）R x R xAA ．串联一个nR g 的电阻B ．串联一个R g n的电阻 C ．串联一个(n －1)R g 的电阻 D ．串联一个(n ＋1)R g 的电阻【答案】C4、如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成，下列说法正确的是（ ） ①甲表是电流表，R 增大时量程增大②甲表是电流表，R 增大时量程减小③乙表是电压表，R 增大时量程增大④乙表是电压表，R 增大时量程减小A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④【答案】C5、用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为5 V 和10 V 的电压表，串联后测量12 V 的电压，则（ ）A ．两表的电压示数相同，均为6 VB ．两表头的指针偏角相同C ．两表头的指针偏角不相同D ．两表的电压示数不同【答案】BD6、某同学在做用伏安法测电阻的实验中不慎将电流表与电压表的位置互换了，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A ．电流表将烧坏B ．电压表可能烧坏C ．电流表、电压表均烧坏D ．电流表、电压表均不会烧坏【答案】D7、如图所示是双量程电压表的电路图，已知电流表满偏电流I g =1mA ，电阻R 1=4.5kΩ，R 2=20kΩ，当使用a 、b 两个端点时，量程为0~5V ，则使用a 、c 两个端点时的量程是（ ）A ．0~10VB ．0~15VC ．0~20VD ．0~25V【答案】D8、有一满偏电流Ig=5mA，内阻Rg=400Ω的电流表G，若把它改装成量程为10V的电压表，应联一个Ω的电阻，改装后电压表的内阻为Ω；若把它改装成量程为3A的电流表，应联一个Ω的电阻，改装后电流表的内阻为Ω。

练习使用多用电表及电表的改装1、如图所示为多用电表的刻度盘。

若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时,表针指示如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为__________Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为42.010⨯Ω的电阻,为了使测量结果比较精确。

应选用的欧姆挡是_________(填“×10”“×100”或“×1k ”)。

(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA 的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_________mA;当选用量程为250mA 的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_________mA 。

(3)当选用量程10V 的电压挡测量电压时,表针也指针图示位置,则挤测电压为__________V 。

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900Ω;电阻箱1R (阻值范围0~999.9Ω);电阻箱2R (阻值范围0~99999.9Ω);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1R 和2R ,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1R =__________Ω,2R =__________Ω。

(保留到个位) 3、多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器。

(1)如图甲所示是一个多用电表的内部电路图,在进行电阻测量时,应将S 拨到__________或__________位置,在进行电压测量时,应将S 拨到__________或__________位置。

(2)一多用电表的电阻挡有三个倍率,分別是“×1”“×10”“×100”。

用“×10”挡测最某电阻时,操作步骤正确,发现表的指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到__________挡。

2020届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 mAC．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 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．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).99792. 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900Ω）；电阻箱1R （阻值范围09999Ω~.）；电阻箱2R （阻值范围0999999Ω~.）；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1R 和2R ，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R 1= Ω，R 2= Ω。

（保留到个位）答案：（1）如图所示（2）100 2910解析：（1）R 1的电阻比较小，所以R 1与表头并联构成大量程的的电流表，R 2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R 1。