备战2012届高考物理一轮复习揭秘系列讲义：揭秘51 电表内阻测量与改装（人教版）高频考点：电表内阻测量、电表改装与校对动态发布：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：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。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 。【解析】由并联电路规律得I1r1=(I2 -I1) R1，解得I2=(1+) I1.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】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=。【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R2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 电表改装与校对【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】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。她按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻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_，该测量值_实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。给电流计_联（选填“串”或“并”）一个阻值为_k的电阻，就可以将该电流计改装为量程的电压表。（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。 图2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，表的指针恰好指到满量程的五分之二；当选用7.0k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。由此可以判定，表的内阻是_k，满偏电流Ig是_。若要将表改装为量程是15的电压表，应配备一个_k的电阻。【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。（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30k-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 （注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）