备战高考之物理一轮复习讲义：备战高考之物理一轮复习讲义：5151 电表内阻测量与改装（人教版）电表内阻测量与改装（人教版）高频考点：高频考点：电表内阻测量、电表改装与校对来源:Z_xx_k.Com 动态发布：动态发布：2011 上海物理第 29 题、2010 天津理综卷第 9 题（3） 、2011 海南物理卷 13 题、 2010 北京理综第 21 题命题规律：命题规律：电表内阻测量、电表改装与校对是高考考查的重点和热点，考查电表内阻测量、 电表改装与校对实验的试题综合性强、难度中等。 命题分析命题分析 考查方式一考查方式一 电表内阻测量【命题分析】：在半偏法测电流表内阻实验中，串联在电路中的可变电阻 R 应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器，在能够满足电流表满偏的条件下，电源电动势尽可能选择大的测量误差小。选择电源电动势的方法是：滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中，当闭合与电流表并联支路中的电键时，电路中总电阻减小，电流增大，调节电阻箱的电阻值使电流表半偏，与电流表并联的电阻箱R1中电流将大于电流表中的半偏 电流，R1小于电流表内阻rg，所以测量值R1与rg的真实值相比偏小。高考对电表内阻测量的考查难度中等。来源:Zxxk.Com例1：（2011上海物理第29题）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： 待测电流表G1 (05mA，内阻约300)，电流表G2 (010mA，内阻约100)，定值电阻R1 (300)，定值电阻R2 (10)，滑动变阻器R3 (01000)，滑动变阻器 R4(020)，干电池(1.5V)，电键S及导线若干。 (1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图。 (3)补全实验步骤： 按电路图连接电路， ； 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； ； 以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应 图线，如图所示。(4)根据I2- I1图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。k【解析】由并联电路规律得I1r1=(I2 -I1) R1，解得I2=(1+) I1.11r R有人拟将待测电压表 V1 和电流表 A 串联接入电压合适的测量电路中，测出 V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表 V1内阻 RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好） ，并标出所选元件的相应字母代号： 由上问写出 V1内阻 RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。【解析解析】由由待测电压表 V1的量程 2V 和内阻约 2k 可估算出待测电压表 V1中最大电流大约为 I=1mA，远小于电流表 A 的量程，所以电流表 A 不能准确测量出流过电压表 V1的电流。可利用串联电路的电流相等和分压关系设计电路如图所示，由=解得RV=。1VU R212U -U R1221U R UU【答案答案】：电流表 A 不能准确测量出流过电压表 V1的电流；测量电压表 V1内阻RV的实验电路如图所示； RV=，U1表示电压表V1的读数，U2表示电压表V2的读数，即表示电压表V1和 R21221U R UU串联的总电压。【点评】此题考查电压表内阻的测量。考查方式二考查方式二 电表改装与校对来源:Zxxk.Com【命题分析】电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对，所以采用分压电路。高考对电表改装和校对的考查难度中等。例 3.（2011 海南物理卷 13 题）图 1 是改装并校准电流表的电路图，已知表头 A 的量程为 Ig=600A 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_。 (2)在电表表改装后的某次校准测量中，mA 表的示数如图 2 所示，由此读出流过电流表 A 的电流为_mA。此时流过分流电阻 RP的电流为_mA（保留一位小数） 【解析】：此题考查电流表改装及其校准的相关知识。要使量程为 Ig=600A 内阻为Rg改装 成量程为 I=60mA 的电流表，由电流表改装知识可知，IgRg=(I-Ig)RP,解得需要并联的分流电 阻RP=Rg/99.。由图 2 可知 mA 表的示数为 49.5mA；由此读出流过电流表 A 的电流为 49.5mA 1/100= 0.5mA。此时流过分流电阻 RP的电流为 49.5mA 99/100=49.0mA. 【答案】 （1）Rg/99 （2）0.5 49.0 【点评点评】电流表的改装与校准是实验中经常遇到的问题，高考命题对此经常考查。围绕电流 表的改装与校准可考查考生的综合实验能力，难度一般不大。例 4（2010 北京理综第 21 题） （1）甲同学要把一个量程为200A 的直流电流计，改装成量度范围是 04的直流电压表。 G她按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其 G中电阻0约为k。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用_，电阻器1应选用_，电阻器2应选用_（选填器材前的字母）电源（电动势 1.5） 电源（电动势 6）电阻箱（0999.9 ） 滑动变阻器（0500 ）电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当） （05.1 k）如果所得的的阻值为 300.0，则图中被测电流计的内阻的测量值为 G_，该测量值_实际值（选填“略大于” 、 “略小于”或“等于” ） 。来源:学科网给电流计_联（选填“串”或“并” ）一个阻 G值为_k 的电阻，就可以将该电流计改装为量程 G的电压表。（2）乙同学要将另一个电流计改装成直流电压表，但他不仅 G借到一块标准电压表、一个电池组、一个滑动变阻器R和几个待用的阻值准确的定值电阻。 该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表直接与电压表校准。请你画完图方框中的校准电 G路图。实验中，当定值电阻选用 17.0k 时，调整滑动变阻器的阻值，电压表的示数是 4.0时，表R的指针恰好指到满量程的五分之二；当选用 7.0k G时，调整R的阻值，电压表的示数是 2.0时，表的指针又指到满量程的五分之二。 G由此可以判定，表的内阻是_k，满偏电流 Ig是_。若要将表 G改装为量程是 15的电压表，应配备一个_k 的电阻。 G图 2【解析】半偏法测量表头内阻时，首先要选择滑动变阻器，最大电阻必须大于电路所需的最小电阻，电路的最大电流为表头的满偏电流，根据欧姆定律，电路所需的最小电阻为k 或k，考虑到保护 R0=1 k，则可知调节滑动变阻36300.2 1031.57.50.2 10器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近 29 k 或 6.5k，电路图中 R2是滑动变阻器，不能选择 D 和 E 只能选择 F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为 6V 的 B，而且滑动变阻器 F 的阻值也满足调节所需。而 R1是用来测量表头内阻的，所以只能选择能够读出电阻值的电阻箱 C。实验步骤为：第一步闭合 S2（B） ，第二步调节 R2的阻值，使电流计满 偏（C） ，第三步闭合 S1（A） ，第四步调节 R1的阻值，使电流计半偏（E） ，第五步读出 R1的示数为待测表头的内阻。R1的示数为待测表头的内阻是 300.0k。闭合 S1后，电路的总电阻减小，当表头指针半偏时，干路电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流，所以电阻箱的阻值略小于表头内阻。给表头串联一个电阻可以改装成电压表，改装电压表的内阻为=20k，则串联电阻大小为 20k-300=19.7k。来源:学科网34 0.2 10m V gURI（2）对改装电压表进行校准时，首先将改装电压表和标准电压表并联；要求电压从 0到满偏变化，所以滑动变阻器采用分压接法。表头的刻度均匀。当表针恰好指到满量程的五分之二时，流过改装电压表的电流是 0.4Ig，根据欧姆定律分别有4=0.4 Ig（rg +17103）和 2=0.4 Ig（rg +7103）联立解得表头内阻为 rg =3.0 k，满偏电流为：Ig =0.50mA量程是 15V 的改装电压表的内阻为=30k，所以改装时串联的定值电阻是34 0.2 10m V gURI30k-3.0 k=27.0 k。【答案】 （1）B C F B C A E 300 略小于 串 19.7 （2）如图所示；3.0 0.50 27.0