考点39 电表改装原理——2021年高考物理专题复习附真题及解析
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考点39 电表改装原理
考情分析
内容 要求 要点解读
电表改装原理 本部分内容是对多用电表工作原理的解读，是高考热点。
考点解读
一、表头
常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的，表头是一个小量程的电流表G。
1．表头内阻Rg：指电流表G的内阻，一般为几百欧到几千欧。
2．满偏电流Ig：指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流（即电流表G所能测量的最大电流值），一般为几毫安到几十毫安。
3．满偏电压Ug：指电流表G通过满偏电流时它两端的电压，一般为几毫伏到几十毫伏。
由欧姆定律可知：Ug=IgRg。
二、电表的改装
改装成电压表 改装成电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
改装后的量程 gg()UIRR ggRRIIR
量程扩大的倍数
gUnU
gInI
接入电阻的阻值 ggg(1)URRnRI gggg1IRRRIIn
改装后的总内阻 VggRRRnR ggAgRRRRRRn
校对电路 改装成的电压表
改装成的电流表
三、欧姆表的原理
1．构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。
外部：接被测电阻Rx。
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2．工作原理：闭合电路的欧姆定律I=xgRrRRE。
3．刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻Rx=0）时，调节调零电阻R，使I=Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。
（1）当I=Ig时，Rx=0，在满偏电流Ig处标为“0”。（图甲）
（2）当I=0时，Rx→∞，在I=0处标为“∞”。（图乙）
（3）当I=2gI时，Rx=Rg+R+r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。
重点考向
考向一 改装成电流表
典例引领
（2020·北京人大附中高一期末）如图所示，电流计的内阻Rg=98Ω，满偏电流Ig=1mA，R1=902Ω，R2=2Ω，
则下列说法正确的是（ ）
A．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A
B．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V
C．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A
D．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V
变式拓展
1．（2020·河北省河间四中高二期末）有一毫伏表，它的内阻是100，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0.02的电阻 B．并联一个0.2的电阻
C．串联一个50的电阻 D．串联一个4900的电阻
2．（2020·北京高二期末）如图所示为将一灵敏电流计改装成电流表或电压表的实验电路图，R1、R2为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．此图是改装成电流表示意图；接A、B两端时量程较大
B．此图是改装成电流表示意图；接A、C两端时量程较大
C．此图是改装成电压表示意图；接A、B两端时量程较大
D．此图是改装成电压表示意图；接A、C两端时量程较大
考向二 改装成电压表
典例引领
（2020·北京人大附中朝阳学校高一月考）电流表的内阻是 Rg=200Ω，满偏电流值是 Ig=500μA，现在欲把这电流表改装成量程为 1.0V 的电压表，正确的方法是（ ）
A．应串联一个 2000Ω 的电阻 B．应并联一个 2000Ω 的电阻
C．应串联一个 1800Ω 的电阻 D．应并联一个 1800Ω 的电阻
变式拓展
1．实验室有一破损的双量程动圈式电压表，两量程分别是50 V和500 V，其内部电路如图1所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=49.9 kΩ，R1=499.9 kΩ，现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1 mA，内阻为60 Ω；表头G2的满偏电流0.5 mA，内阻为100 Ω，又有两个定值电阻r1=40 Ω，r2=20 Ω，若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，则：
（1）原表头G满偏电流Ig=__________，内阻rg=__________。
（2）用于修复电压表的器材有：__________（填器材符号）。
（3）在虚线框中画出修复后的电路。
2．某同学欲将量程为200 μA的电流表G改装成电压表。
（1）该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg，图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后，他应该正确操作的步骤是 。（选出下列必要的步骤，并将其序号排序）
a．记下R2的阻值
b．调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度
c．闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d．闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半
（2）如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500 Ω，则Rg的阻值大小为 ；（填写字母代号）
A．250 Ω B．500 Ω C．750 Ω D．1 000 Ω
（3）为把此电流表G改装成量程为2.0 V的电压表，应选一个阻值为
Ω的电阻与此电流表串联。
考向三 欧姆表的原理
典例引领
【2019·第二次全国大联考新课标Ⅰ卷】研究小组欲将电流表改装成欧姆表，他们在实验室中找到的器材如下：
干电池E（电动势1.5 V，内电阻0.1 Ω） 电阻箱R1（阻值范围为0~999 Ω）
电流表A（量程0~0.6 A，内阻1 Ω） 电阻箱R2（阻值范围为0~999.9 Ω）
开关S 导线若干
定值电阻R=3 Ω
（1）如图1所示，电阻箱应选择____________________。为了将电流表（图2）的0.6 A标注为0 Ω，电阻箱的阻值应调整为__________Ω，则0.2 A 应标注__________Ω。
（2）研究小组发现上述改装成的欧姆表测电阻阻值越大，指针偏转角越小。为了能让测电阻的阻值越大，指针偏转角也越大，请在方框内重新设计电路。
变式拓展
1．（2020·北京市陈经纶中学高二期中）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
2．（2020·江苏省高三模拟）有一个简易的多用电表，内部电路如图所示。它有a、b、c、d四个接线柱，表
盘上有两条刻度线，其中表示电阻的刻度线刻度是均匀的，表头G的满偏电流Ig=25mA，内阻Rg=10Ω。使用a、c两个接线柱，多用电表的功能是量程为0~100V的电压表。
（1）表盘上电阻刻度线上的相邻两刻度表示的电阻值之差越往左侧越_____（填“大”或“小”）。
（2）如果使用a、b两个接线柱，多用电表最多能够测量___________V的电压，与接线柱c相连的电阻R=__________Ω。
（3）将a、d两个接线柱短接，调节滑动变阻器的滑动触头，使表头指针指向表盘右侧“0”刻度。取一个电阻箱，将a、d两个接线柱与电阻箱相连，调节电阻箱，使表头指针指向表盘的正中央，此时电阻箱的电阻为120Ω，则这只多用电表欧姆挡的内阻为___________Ω；这只多用电表内电源的电动势为___________V。
（4）按照红、黑表笔的一般使用规则，测电阻时红表笔应该与接线柱_______（填“a”或“d”）相连。
练习精选
考点闯关
1．（2020·北京市师达中学高三零模）如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻，满偏电流，下列说法正确的是
A．表头G的满偏电压为500V
B．使用a、b两个端点时，其量程比使用a、c两个端点时大
C．使用a、b两个端点时，其量程为0~10V，则R1为9.5kΩ
D．使用a、c两个端点时，其量程为0~100V，则为95kΩ
2．（2020·北京高三零模）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12；R2的阻值等于电流表内阻的4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0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
3．（2020·永安市第一中学高三）如图，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( )
A．A1、A2的读数之比为1∶1
B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
4．（2020·嘉兴市第五高级中学高二期中）如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（ ）
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
