高考物理总复习巩固练习 电学实验：电表的改装

【巩固练习】1、（2015 北京卷）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1/2；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0.04A B将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A C将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A D将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A 2、（2014 新课标卷）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200，电压表V的内阻约为2k，电流表A的内阻约为10，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示， 计算结果由计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。3、如果两个电流表的满偏电流均为Ig=3 mA，内阻Rg=100，欲将其改装成量程分别为3 V和15 V的电压表，则:（1）分别串联的电阻R1和R2为多大?（2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角1和2有何关系，示数U1和U2有何关系?4、为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1）将S拨向接点1，接通S1，调节_，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；（2）然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值。5、现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约为4k）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。（1）试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量 电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。） （2）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻_。6、（2015 新课标卷）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是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）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R0(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压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步骤_.（3）将这种方法测出的电压表内阻记为Rv与内阻的真实值Rv先比Rv_ Rv （添“”“=”或“”）主要理由是_.7、欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A.电池组（3 V，内阻1） B.电流表（03 A，内阻0.012 5）C.电流表（00.6 A，内阻0.125） D.电压表（03 V，内阻3 k）E.电压表（015 V，内阻15 k） F.滑动变阻器（020，额定电流1 A）G.滑动变阻器（02 000，额定电流0.3 A） H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是 .（填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表 接法.（填“内”或“外”）（3）设实验中电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I= A，U= V. （4）为使通过待测金属导线的电流能在00.5 A范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图，然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路. 8、（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_cm，直径为_mm。 按图15（c）链接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最_（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280；由此可知，圆柱体的电阻为_。9、某同学在进行扩大电流表测量量程的实验时，需要知道电流表的满偏电源和内阻。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S2B.分别将R1和R2的阻值调至最大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rE.合上开关S1F.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（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得结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=_。10、某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。 （1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：请根据实验数据作出UR关系图象。 （2）用待测电阻替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。 利用（1）中测绘的UR图象可得=_ 。（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和（1）中测绘的UR图象测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和（1）中测绘的UR图象实现对待测电阻的准确测定？11、（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。请你简述接下来的测量过程： ； ； ；测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。 （2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。其中电压表内阻约为5k，电流表内阻约为5。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量 ；当S旋到位置 时，可用来测量电流，其中S旋到位置 时量程较大。 12、图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig =600、内阻为Rg，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中分流电阻的阻值为_（用Ig、Rg和I表示）。（2）在电表改装成后的某次校准测量中，表的示数如图2所示，由此读出流过电流表的电流为_ mA。此时流过分流电阻的电流为_mA（保留一位小数）13、用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。14、某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电压表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：（1）_；（2）_。15、实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下： 待测电流表(，内阻约300)，电流表 (，内阻约100)，定值电阻(300)，定值电阻(10)，滑动变阻器 ()，滑动变阻器 ()，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，的读数，； ；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。(4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表式 。16、某电动机的三组线圈、阻值相同，均为几欧姆，接法可能是图1中甲、乙两种之一，A、B和C是外接头。现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如图2（a）、（b）、（c）所示，则测量中使用的欧姆档的倍率是 （填、或），三组线圈的接法是 （填甲或乙），断路线圈是 （填、或）。17、如图所示方框内有三个电学元件，用多用电表电压挡测量a、b、c、d任意两点间的电压均为零。用欧姆挡测量：（1）红表笔接a，黑表笔接b测出一组电阻值；（2）红表笔接a，黑表笔接d测出的电阻值比（1）中测到的电阻大；（3）红表笔接b，黑表笔接a，欧姆表指针几乎不偏转；（4）红表笔接c，黑表笔接d和红表笔接d，黑表笔接c测出的电阻值相同；（5）b、c不管表笔如何，测得的电阻均为零。请画出方框内的电路。 18、一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。所用器材有：量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA；标准电阻，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3. 0V，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。回答下列问题：（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏；若此时电流表的读数为，则的量程= 。（4）若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，的示数 = ；由读出的数据计算得= 。（保留3位有效数字）（5）写出一条提高测量准确度的建议： 。【答案与解析】1、【答案】C【解析】当接线柱1和2入电路时，R1与电流表并联，并联后等效电阻为原来电流表电阻1/3，量程扩大为原来的3倍，每个小格表示的电流应该是0.06A。A、B选项错误；当接线柱1和3连入电路时，R1 与电流表并联再整体与R2串联，但串联电阻对电流表量程无影响，每个小格表示的电流仍然是0.06A，故选项C正确。【考点】电表改装2、【答案】 Rx1大于小于【解析】，故，应该采用电流表内接法，即图(a)接法由“大内偏大，小外偏小”的结论可知电流表内接时测量值Rx1大于真实值，外接时，测量值Rx2小于真实值3、（1）900 4 900 （2）1=2 U1U2=15解析：改装成3V和15V应分别串联的电阻为 （2）将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角12，两电压表内阻、有关系，故电压表示数之比也为。4、解析：（1）R0、标准电流表A0；（2）RN，标准电流表A0的示数为I；（3）平均值。5、解析：根据题给的实验器材，应设计为“伏安法测电阻”，如果设计为如图2所示的电路，则电流表的示数约为I=A=0.53mA，大于量程的。电压表的示数U=V=2.1V，超过量程。单纯考虑保护电压表，可在电路中串联一个定值电阻给电压表分压，但这时电流表的示数会更小，因此，为保护电压表而又同时使电流表的示数增大，只能给电压表并联一个分流电阻，如图4，若选用电阻R1，电压表示数约为V=1.92V，超过量程的一半，电流表的示数A=0.00096A=0.96mA，也超过量程的一半，符合要求。同理可得R2、R3不符合要求，故选用R1。6、【答案】（1）如图所示: （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，保证滑动变阻器的位置不变，断开开关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），电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大【解析】（1）待测电压表电阻（3000欧姆）远大于滑动变阻器R1的电阻值（100欧姆），故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：（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，保证滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关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）电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大，故RvRv；【点评】考查半偏法测电阻的原理，明确串联电阻后会引起测量支路的电阻的增大，其分压要变大，此为误差的来源7、解析：（1）选择器材：A、C、D、F、H （2）阻值约为5左右，要求测量结果尽量准确，小电阻，用外接法，记住“大内小外”，滑动变阻器选小电阻，用分压接法。（3）根据选定器材的量程读数，电流表示数为0.48A，电压表示数为2.20V。（4）如图。8、（1）5.01 5.315 （a）大 （b）大 1280解析:（1）游标卡尺的读数步骤如下.首先，确定游标卡尺的精度为10分度，即为0.1mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数50.0mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对齐的一根刻线，精度格数=0.11mm=0.1mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，50.0mm+0.1mm=50.1mm=5.01cm；螺旋测微器的读数步骤如下.首先，确定从主尺读出毫米数为5.000mm，可动刻度与主尺对齐个数为31.5（格），读数为0.315mm，则螺旋测微器读数为5.000mm+0.315mm=5.315mm为保护电路每次实验前均应调节R1至最大值，两次实验电流表读数一致，则两电阻相等，未知电阻阻值为1280。9、（1）BEFADC （2）相等 （3）。解析：（1）闭合开关S1前，先将R1、R2调至很大，防止闭合开关后电流过大烧坏电表；闭合S1后调节R1使G2满偏，通过G1的读数知道G2的满偏电流；闭合S2后调节R1、R2使G1的示数仍为I1，而G2的示数为I1的一半，则电阻箱中的电流与G2中的电流相等，则G2的电阻与电阻箱的读数相等。（2）从原理看，由于电阻箱中的电流与G2中的电流相等，G2内阻的测量值与真实值相等。（3）要将电表G2的量程扩大为I，需并联一个电阻RS，且有，。10、解析：（1）见图。（2）20 （19-21都算对）（3）偏小：改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V因为 ，当电池的内阻r增大时，同一个R，则电压表读数将变小，按原来的UR图象，则电阻的测量值小于真实值，即偏小。要使电压表读数为1.50V，因为电池内阻r增大，应该把滑动变阻器阻值调小，以至于使不变。11、解析：（1）断开待测电阻，将选择开关旋到“100”档： 将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；再接入待测电阻，将指针示数100，即为待测电阻阻值。（2）如图所示。这个定值电阻是大电阻，电流表要用内接法。（3）开关S旋到位置3时，与电源E连接，用来测量电阻（测电流、电压时电表里没有电源）；当S旋到位置1、2 时用来测量电流，位置1时分流电阻只有一个电阻，所以量程较大（位置2时分流电阻是两个电阻的串联）。 12、（1） （2）49.5 mA，49.0mA。解析：（1）两端电压相等， （2）毫安表的读数为49.5 mA。分流电阻与微安表内阻之比，流过分流电阻的电流等于毫安表（总电流）的99%，所以流过分流电阻的电流为.13、解析：指针b测电阻，挡位100，读数3.2100=320。指针a测电流，挡位100mA，即满偏电流为100mA。看中间0 2 4 6 8 10的那一圈，2与4间分为10格，（刻度看50 100那一圈）每小格0.2，一格半，读2.3，再乘以10，因此，读数为23.0mA。指针a测电压，挡位2.5V，看250那一圈，50 -100间分成10小格，每小格5，读57，再除以100，因此，读数为0.57V。14、B C （1）电流表采用内接法；（2）滑动变阻器采用分压接法。解析：电学实验选择仪器的一般步骤如下： 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小； 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值； 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。本