第34讲 实验：半偏法测电表内阻（专项训练）（福建专用）（教师版）

第34讲实验：半偏法测电表内阻目录01课标达标练TOC\o"1-2"\h\u 2题型01电流表半偏法 2题型02电压表半偏法 3题型03电表校准 302核心突破练 903真题溯源练 1101电流表半偏法1．（2023·福建泉州·一模）在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器材：A．待测电流表（量程1mA，内阻约几十欧）B．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）C．滑动变阻器（阻值范围0～20kΩ）D．电阻箱（0～999.9Ω）E．电阻箱（0～9999Ω）F．电源（电动势2V，有内阻）G．电源（电动势9V，有内阻）H．开关、导线（1）若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，R1应选用，R2应选用，电源应选用（用器材前的字母表示）。（2）实验要进行的步骤有：A．合上开关S1B．合上开关S2C．将R1的阻值调到最大D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处F．记下R2的阻值并断开S1G．按如图所示连接好实验电路以上步骤中，合理的顺序是（用步骤前字母表示）。【答案】CDGGCADBEF【详解】（1）[1][2][3]本实验在的条件下进行，则R1应选用C，R2应选用D，电源应选用G。（2）[4]选接好电路，先闭合S1，R1必须调节到最高阻值，使电流表指针满偏，再闭合开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并断开S1，确定阻值，故合理的顺序是GCADBEF。2．（2023·福建厦门·二模）某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，测定电源的电动势和内阻。实验中使用的器材有：待测电池E、电流表A、电阻箱R、滑动变阻器R′、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干。（1）请在图乙中将实物图补充完整。（2）该同学连接好电路后，按以下步骤进行操作：①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R′使电流表指针满偏；②保持滑片P不动，把开关S2与C接通，调节电阻箱R使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值R0，得到电流表的内阻RA=R0。用该方法测得的电流表内阻真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）；③断开开关S1，把开关S2与D接通，多次调节电阻箱阻值，记下电流表的示数I和电阻箱相应的数值R；④以为纵坐标，R为横坐标，作出-R图线如图丙所示，图线纵坐标截距为b，斜率为k；⑤根据图线求得电动势E=，内阻r=。（用b，k，R0表示）【答案】小于【详解】（1）[1]由电路图可得实物图如图（2）②[2]由题意知，当保持滑片P不动，把开关S2与C接通时，电阻箱R与电流表并联，电路总电阻减小，则干路电流增大，所以电流表指针半偏时，电阻箱R上分到的电流大于满偏电流的一半，因为并联时，电流与电阻成反比，所以电流表内阻大于电阻箱阻值，故用该方法测得的电流表内阻小于真实值；⑤[3][4]由题意得即故解得3.某同学设计了如图甲所示的电路来测量电流表A的电阻﹐并测量电源的电动势和内阻，电流表的量程足够大，请你帮助他完成一些实验步骤。

（1）将电阻箱的电阻适当调（填“大”或“小”），单刀双掷开关接2，闭合开关S。（2）调节电阻箱使电流表A满偏，记下电流表的示数。（3）闭合开关，反复调节电阻箱、，若直至电流表A半偏，电流表的示数为，则读出电阻箱（填“”、“”）的示数即为电流表A的电阻﹐测量结果如图乙所示，电流表A的电阻为Ω。（4）单刀双掷开关接1，保持电阻箱的电阻不变，调节电阻箱，并记录电阻箱的阻值和电流表的示数I。（5）作出图像如图丙所示，则电源的电动势为V，内阻为Ω。【答案】大583.5【详解】（1）[1]为了防止电流表A超量程，先将电阻箱的电阻适当调大。（3）[2][3]根据半偏法测电阻原理可知，此时电流表A的电阻等于，电流表A的读数为，又因为电流表A与并联，所以电流表的示数为。[4]根据图片可知电流表A的电阻为5Ω。（5）[5][6]根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律可得经过变化可得将图丙的数据代入可得；解得；02电压表半偏法4．（2023·福建厦门·三模）用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图甲所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。利用这个电路还可以对电压表、电流表的内阻进行测量。实验室提供的器材有：两个相同的待测电源内阻，电阻箱R1（最大阻值为）电阻箱R2（最大阻值为），电压表（内阻约为），电流表（内阻约为），灵敏电流计，两个开关。主要实验步骤如下：①按图甲连接好电路，调节电阻箱和至最大，闭合开关和，再反复调节和，使电流计的示数为0，读出电流表、电压表、电阻箱电阻箱的示数分别为、；②重复①操作，反复调节电阻箱和（与①中的电阻值不同），使电流计的示数为0，得到了多组；③根据实验得到的多组数据作出的图线如图乙所示。回答下列问题：（1）电流计的示数为0时，电路中和两点的电势和的关系为；（2）由操作①，可求得电压表的内阻为；（用表示）（3）由图乙可得电源的电动势，内阻。（结果均保留2位有效数字）【答案】2.01.0【详解】（1）[1]电流计的示数为0时，由欧姆定律知，的电压为零，说明和两点的电势相等，即（2）[2]由于电流计的示数为零，所以电流表的示数等于电压表的电流与电阻的电流之和，则在操作①中，通过电压表的电流电压表的内阻为解得（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有结合图像上的两点坐标（1.9V，0.1A）（1.6V，0.4A）可知E=1.9+0.1rE=1.6+0.4r解得5．某同学将小量程电流表G改装为双量程电压表，并用标准电压表进行校准，如下图。已知小量程电流表G满偏电流为，表上标记的内阻值为，、和是定值电阻，其中。图甲中，若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为。(1)则根据题给条件，定值电阻的阻值应选Ω，Ω。(2)用量程为，内阻为的标准电压表对改装表挡的不同刻度进行校准，如图乙。所用电池的电动势E为；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为和。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器。(3)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值（填“大于”或“小于”）。【答案】(1)9102000(2)50(3)大于【详解】（1）[1]若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为，由欧姆定律得解得[2]若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为，由欧姆定律得解得（2）把改装电压表和标准电压表组成的并联部分看成一个整体，这个整体的总电阻约为，这个整体和滑动变阻器的一部分电阻丝并联，再和剩下的部分电阻丝串联，电池的电动势E为，如果选择的滑动变阻器，为了使电压表两端的电压能达到3V，则需小于，即滑动变阻器只有五分之一的调节空间，不利于控制电压表两端的电压；如果选择的滑动变阻器，因为电压表并联后的总电阻远大于，可将其当作理想电压表来处理，则滑动变阻器就有五分之三的调节空间，有利于精确调节电压，故选择最大阻值为的滑动变阻器。（3）改装电压表的读数比标准电压表的读数偏小，即在相同的电压下，流过改装表的电流偏小，说明改装表的电阻偏大，表头G内阻的真实值大于。6.要测量一个量程3V为的电压表的内阻（约为几千欧），除了待测电压表，提供的器材还有：

A．电阻箱R（最大阻值）B．滑动变阻器（最大阻值）C．滑动变阻器（最大阻值）D．量程为6V的电压表（内阻约为几千欧）E.直流电源E（电动势4V）F.开关一个，导线若干（1）小王同学根据提供的器材，设计了如图甲所示电路。电路中滑动变阻器应选用（填“”或“”）。实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，电阻箱的电阻调为零，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；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2.5V，若此时电阻箱的示数为，则电压表的内阻为；（2）小李同学设计了如图乙所示的电路，实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，闭合开关S，调节滑动变阻器，同时调节电阻箱，使两个电压表均有合适的示数，若电压表的示数为，电压表的示数为，电阻箱的阻值为R，则电压表的内阻为；（3）分析可知，（填“小王”或“小李”）同学的测量结果存在系统误差。【答案】小王【详解】（1）[1]图甲电路采用半偏法测电压表内阻，实验中认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，但实际情况是由于并联部分的电阻增大造成分压略微增大，从而造成系统误差，为了能尽量减小这一误差，需要使分压部分的等效电阻（即滑动变阻器负责分压部分的电阻与支路电阻的并联电阻）的电压近似不变，根据电阻并联规律可知，需要滑动变阻器负责分压部分的电阻远小于支路电阻，所以滑动变阻器应选择阻值较小的；[2]闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；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2.5V，若此时电阻箱的示数为，根据分压原理可知，电压表的内阻为（2）[3]根据图乙电路可得可得内阻为（3）[4]小王同学的测量结果存在系统误差,当改变电阻箱的电阻时，电压表和电阻箱串联支路的总电压变大，则当电压表的示数为2.5V时，电阻箱两端实际电压大于0.5V，则有由图乙电路图可知小李同学的实验结果不存在系统误差。03电表校准7．（2025·江西吉安·一模）某小组用图甲所示电路测量毫安表G的内阻Rg。毫安表G量程Ig=3mA，内阻Rg约60Ω~90Ω，可供选择的器材如下：A．滑动变阻器R1（最大阻值500Ω）；B．滑动变阻器R2（最大阻值5kΩ）；C．电阻箱R（0~999.9Ω）；D．电压表（量程0~300mV）；E.电源E（电动势约为6V）；F.开关、导线若干(1)实验中，滑动变阻器应选用（选填“R1”或“R2”）；(2)闭合开关S1，开关S2接a，调节滑动变阻器的滑片，电表示数如图所示，毫安表G内阻的测量值Rg=Ω；（结果保留三位有效数字）(3)闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使毫安表G的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，调节电阻箱的阻值使毫安表G的指针指在1.50mA处，记下电阻箱的阻值R=76.8Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg′=Ω；(4)该小组认为在（3）中测得毫安表G的内阻较为准确，你（选填“同意”或“不同意”）该观点，理由是。【答案】(1)R2(2)80.0(3)76.8(4)不同意见解析【详解】（1）电路最小电阻约为故滑动变阻器应选择R2；（2）由图示毫伏表可知，其分度值是10mV，读数是160mV由图示毫安表可知，其分度值是0.1mA，读数是2.00mA毫安表内阻测量值（3）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，电路电流不变，当毫安表指针指在1.50mA处时，流过电阻箱的电流为1.50mA，由并联电路特点可知，毫安表内阻等于电阻箱阻值，即毫安表内阻76.8Ω。（4）[1]不同意。[2]保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关S2接b，毫安表与电阻箱并联，电路总电阻减小，电路电流变大，干路电流大于3mA，当毫安表指针指在1.50mA处时，流过电阻箱的电流大于1.50mA，电阻箱阻值小于毫安表内阻，实验认为毫安表内阻等于电阻箱阻值，则毫安表内阻测量值小于真实值。8.某同学把量程为500mV但内阻未知的电压表改装成量程为5V的电压表，步骤如下：（1）测量电压表的内阻，测量电路如图甲所示，将R1的滑片移至最左侧闭合开关S1、S2，滑动R1的滑片，使电压表的指针指在500mV处；断开S2，调节电阻箱R2，使电压表的指针指在300mV处，此时电阻箱R2的示数如乙图所示为，则电压表的内阻RV=；（2）为把电压表改装成量程为5V的电压表需要（选填“并”或“串”）联一个电阻R0的阻值为的电阻；（3）用丙图所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为5V时，改装电压表示数为0.49V。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应调至（小数点后面保留一位）。【答案】580870串78307656.4【详解】(1)[1][2]此时电阻箱R2的示数如乙图所示为580，由欧姆定律可得可得电压表的内阻RV=870。(2)[3][4]由欧姆定律可得可得R0=7830，即要串联一个分压电阻R0，阻值为7830。(3)[5]当电压表示数为0.49V时，电压表所在支路电流为电压表的实际内阻为当电压表正常显示0.5V时应满足联立解得故R0的阻值应调至7656.4。1．（2023·福建漳州·二模）用半偏法测量电流表G的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如下：A．待测电流表（量程）；B．干电池一节，电动势；C．电阻箱：；D．滑动变阻器：；E．滑动变阻器：；F.开关两个，导线若干；（1）连接电路时，图甲中的应选择滑动变阻器（选填“D”或“E”）；（2）用画线代替导线，按图甲电路在图乙中把实物图连接完整；()（3）操作步骤如下：①断开、，将调到最大，连接好电路；②闭合，调节，使电流表G满偏；③保持的滑片不动，再闭合，调节，使电流表G的示数为，此时，电阻箱示数如图丙，由此可得出电流表G的内阻；（4）为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为的电流表，将其串接在干路上，重复上述步骤①②，再闭合，调节（选填“”、“”或“和”），使电流表G的示数为时，电流表的示数为，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。【答案】D422.7和【详解】(1)[1]待测电流表电流最大时，电路的最小电阻为所以图甲中的应选择滑动变阻器选D。(2)[2]实物图连接如图所示(3)③[3]根据电流半偏法特点，电阻箱的阻值与电流表G的内阻相等，由图丙可知，电阻箱连入电路的阻值为则(4)[4]根据欧姆定律可得利用此法测电流表G的内阻时，没有系统误差，测量的内阻更准确。则可以同时调节和，使电流表G的示数为时，电流表的示数为，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。2．（2024·福建·二模）某同学设计了如图所示电路，不仅可测量毫安表的内阻，还可以测量电源的电动势和内阻，使用的器材有：待测电源E、毫安表mA（满偏电流1mA、内阻未知）、电阻箱R0（0~999.9）、电阻箱R（0~99999）、两个开关及导线若干。(1)请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接；(2)测量毫安表的阻值时，先调节R至（选填“最大值”或“最小值”），闭合开关S1，调节R使电流表示数为1mA；然后闭合开关S2，调节R0使电流表示数为0.5mA；此时R0的值为99.0（已知）。则的测量值为；(3)用该电路来测量电源电动势E和内阻r时，将R0调节到1.0，闭合开关S1、S2，调节R，得到R和对应毫安表电流I的多组数据，作出的图象，如图所示。则电源电动势V，内阻。【答案】最大值99.0204.01【详解】(1)[1]由电路图可知，毫安表和电阻箱并联，所以接线图如图所示(2)[2]对于可变电阻R，在闭合开关S1之前，为了保护电路，让电路中电流尽量小，所以先调节R至最大值；[3]由题可知，当闭合开关S2，调节R0使电流表示数为0.5mA，即R0分去一半的电流，所以可知此时毫安表的阻值等于R0的阻值，所以的测量值为99.0。(3)[4][5]将调为，则可知流过的电流为流过电流表的电流的99倍，因此电路的总电流为100,由闭合电路欧姆定律可得可得结合图象可得3．要测量一电动势约为12V的直流电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：电流表G（量程为10mA，内阻约为100Ω）；电阻箱（总阻值为999.9Ω，额定电流为1A）；电阻箱（总阻值为99.9Ω，额定电流为2A）；滑动变阻器（最大阻值约为100Ω，额定电流为2A）；滑动变阻器（最大阻值约为2000Ω，额定电流为1A）；开关两个，导线若干。(1)用图甲所示电路测电流表G的内阻，滑动变阻器应选用（填“R₃”或“R₄”），测量时，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表G满偏。保持滑动变阻器不变，将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，若这时电阻箱的示数如图乙所示，则测得电流表的内阻为Ω。(2)用电流表G和两个电阻箱组成如图丙所示的电路测电源的电动势和内阻。将电流表G改装成量程为0.6A的电流表，电阻箱接入电路的电阻R2=（保留三位有效数字）。(3)在图丙所示的电路中，将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合开关，多次调节电阻箱，测得多组调节后电阻箱接入电路的电阻及对应的电流表G的示数I，作图像得到图像与纵轴的截距为b，图像的斜率为k，则得到电源的电动势。，内阻。【答案】(1)96.3(2)1.63(3)【详解】（1）[1][2]为了保护用电器，电路中的最小电阻为因此滑动变阻器应选用；根据半偏法可知，电流表的内阻。（2）电阻箱接入电路的电阻。（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，有得到则，解得（山东·高考真题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择