2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義：51 電表內(nèi)阻測(cè)量與改裝

第第頁備戰(zhàn)高考之物理一輪復(fù)習(xí)講義：51電表內(nèi)阻測(cè)量與改裝（人教版）高頻考點(diǎn)：電表內(nèi)阻測(cè)量、電表改裝與校對(duì)動(dòng)態(tài)發(fā)布：2011上海物理第29題、2010天津理綜卷第9題（3）、2011海南物理卷13題、2010北京理綜第21題命題規(guī)律：電表內(nèi)阻測(cè)量、電表改裝與校對(duì)是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查電表內(nèi)阻測(cè)量、電表改裝與校對(duì)實(shí)驗(yàn)的試題綜合性強(qiáng)、難度中等。命題分析考查方式一電表內(nèi)阻測(cè)量【命題分析】：在半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)在電路中的可變電阻R應(yīng)選擇最大阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻的滑動(dòng)變阻器，在能夠滿足電流表滿偏的條件下，電源電動(dòng)勢(shì)盡可能選擇大的測(cè)量誤差小。選擇電源電動(dòng)勢(shì)的方法是：滑動(dòng)變阻器的最大阻值與電流表滿偏電流的乘積等于或稍大于電源電動(dòng)勢(shì)。半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)閉合與電流表并聯(lián)支路中的電鍵時(shí)，電路中總電阻減小，電流增大，調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值使電流表半偏，與電流表并聯(lián)的電阻箱R1中電流將大于電流表中的半偏電流，R1小于電流表內(nèi)阻r,所以測(cè)量值R11g1與rg的真實(shí)值相比偏小。高考對(duì)電表內(nèi)阻測(cè)量的考查難度中等。

例1：(例1：(2011上海物理第29題)實(shí)際電流表有內(nèi)阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測(cè)量實(shí)際電①待測(cè)電流表G](0~5mA,內(nèi)阻約300Q)，②電流表G2(0~10mA，內(nèi)阻約1000)，③定值電阻RJ300Q)，④定值電阻R2(10Q)，⑤滑動(dòng)變阻器R3(0~1000Q)，⑥滑動(dòng)變阻器R4(0~20O)，⑦干電池(1.5V)，⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。⑴定值電阻應(yīng)選，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選。(在空格內(nèi)填寫序號(hào))⑵用連線連接實(shí)物圖。⑶補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟:按電路圖連接電路,閉合電鍵S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G1某一位置，記錄G1,G2的讀數(shù)/1，O/2；/]④以/2為縱坐標(biāo)，/]為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖所示。(4)根據(jù)/2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)【解析】由并聯(lián)電路規(guī)律得/心=(/2-/JR1，解得/2=(1+二)/1-Ri

0打圏線吊制率—3解得待測(cè)電禪未內(nèi)阻的祠吉式尺【善第】［姻⑥⑺見圖（3；◎?qū)せ轿g頭移至彊左端③跖久移動(dòng)浸動(dòng)觸頭.汜錄相應(yīng)的G：,G：的讀數(shù)?」勺（如如曲［盤評(píng)］由于電證表換可I癖用費(fèi)種方袪洌蠹奚際電猱表的內(nèi)阻.鬲若命題頻舉義鬲-電流耒內(nèi)阻測(cè)量可君査也路連接、儀器j樂擇、吃婦定洋等坯識(shí)煤，難度中等.例2（2010夭津理綜卷第&題⑶）裳測(cè)量電壓表■的內(nèi)阻克.?其壘程薊“內(nèi)阻的玄。?實(shí)驗(yàn)室提皚的器材有；電瓷表心臺(tái)程0.6.A,內(nèi)限約0.：4電壓宏V：,壘程5V,內(nèi)幅為5kfi:定J1電陰.R：f朋值X仇定:佰電陰氏,卩且值氷3kji滑動(dòng)變阻器R：.餵弋阻直LHd額建電蔬1..5A；電源￡,電動(dòng)?勢(shì)（5V.內(nèi)曲約o.?nt開關(guān)5—嚇，導(dǎo)讎若干.有人擬將待測(cè)電壓表V］和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測(cè)量電路中，測(cè)出V1的電壓和電流，再計(jì)算出兀。該方案實(shí)際上不可行,其最主要的原因是請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路。要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（圖中電源與開關(guān)已連接好），并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào):由上問寫出V］內(nèi)阻RV的表達(dá)方式，說明式中各測(cè)量量的物理意義?！窘馕觥坑纱郎y(cè)電壓表￡的量程2V和內(nèi)阻約2kQ

可估算出待測(cè)電壓表V中最大電流大約為I=1mA，遠(yuǎn)小于電流表A的量程，所以電流表A不能準(zhǔn)確測(cè)量出流過電壓表V的電流?？衫?串聯(lián)電路的電流相等和分壓關(guān)系設(shè)計(jì)電路如圖所示，由U=叱解RRV2得R得RVUR1—2—U—U21【答案】①電流表A不能準(zhǔn)確測(cè)量出流過電壓表V的電流;1②測(cè)量電壓表兒內(nèi)阻R的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示;③RV③RV=UR1―2—U—U21U1表示電壓表v1的讀數(shù)，u2表示電壓表V的讀數(shù),即表示電壓表V1和r2串聯(lián)的總電壓。點(diǎn)評(píng)】此題考查電壓表內(nèi)阻的測(cè)量?？疾榉绞蕉姳砀难b與校對(duì)【命題分析】電表的校對(duì)電路由于需要從零刻度開始校對(duì)，所以采用分壓電路。高考對(duì)電表改裝和校對(duì)的考查難度中等。例3.（2011海南物理卷13題）圖1是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖，已知表頭pA的量程為lg=600^A內(nèi)阻為Rg。mA是標(biāo)準(zhǔn)電流表，要求改裝后的電流表量程為l=60mA。完成下列填空。

（1）圖1中分流電阻Rp的阻值應(yīng)為.⑵在電表表改裝后的某次校準(zhǔn)測(cè)量中，mA表的示數(shù)如圖2所示，由此讀出流過電流表M的電流為mA。此時(shí)流過分流電阻Rp的電流為mA（保留一位小數(shù)）【解析】此題考查電流表改裝及其校準(zhǔn)的相關(guān)知識(shí)。要使量程為I=600"內(nèi)阻為R改裝成量程為l=60mA的電流表，由電流表改裝知gg識(shí)可知，1扎=（11g）Rp解得需要并聯(lián)的分流電阻Rp二Rg/99.°由圖2可知mA表的示數(shù)為49.5mA；由此讀出流過電流表口A的電流為49.5mAx1/100=0.5mA。此時(shí)流過分流電阻Rp的電流為49.5mAx99/100=49.0mA.【答案】（1）Rg/99（2）0.549.0【點(diǎn)評(píng)】電流表的改裝與校準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常遇到的問題，高考命題對(duì)此經(jīng)?？疾?。圍繞電流表的改裝與校準(zhǔn)可考查考生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，難度一般不大。例4（2010北京理綜第21題）（1）甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200pA的直流電流計(jì)Q,改裝成量度范圍是0?4V的直流電壓表。①她按圖1所示電路、用半偏法測(cè)定電流計(jì)Q的內(nèi)電阻rg,其

中電阻r°約為ikQ。為使r的測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用，電阻器R］應(yīng)選用，電阻器R2應(yīng)選用（選填器材前的字母）A.電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V）B.電源（電動(dòng)勢(shì)6V）C.電阻箱（0?999.9Q）D?滑動(dòng)變阻器（0?500Q）E.電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)）（0?5.1kQ）F.電位器CL勺皈）②頑同學(xué)在奔關(guān)斷汨S況下，檢査電路連接舟詬.礙R：的阻恒奧至罠大.后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依號(hào)是>.-，謹(jǐn)后記錄只.的阻悟并整理妹器材.（冏汗理閉實(shí)驗(yàn)H弟.迭切?列刪R前關(guān)宇母）A.用合S；5.閉合Si；C，調(diào)書的阻值?住電流卄扌翳亠偏轉(zhuǎn)到滿刻菱D.過節(jié)R島逼值，湊亀碎狛醛備轉(zhuǎn)至尿刻復(fù)自E孝E「弱節(jié)R的阻值，康電莊計(jì)指針洞轉(zhuǎn)到弼剽度鬪一半戸-閱節(jié)R.的盟值.賈電瀟:寸釜T矚轉(zhuǎn)到滿勤度如果所得的R］的阻值為300.0Q，則圖1中被測(cè)電流計(jì)Q的內(nèi)阻『的測(cè)量值為Q,該測(cè)量值實(shí)際值（選填“略大于”“略小于”或“等于”。聯(lián)（選填“串”或kQ的電阻，就可給電流計(jì)聯(lián)（選填“串”或kQ的電阻，就可“并”一個(gè)阻值為

以將該電流計(jì)Q改裝為量程4V的電壓表。(2)乙同學(xué)要將另一個(gè)電流計(jì)Q改裝成直流電壓表，但他不僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表?、一個(gè)電池組E、一個(gè)滑動(dòng)變阻器”和幾個(gè)待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻。該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表Q直接與電壓表肪校準(zhǔn)。請(qǐng)你畫完圖2方框中的校準(zhǔn)電路圖。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻R選用17.0kQ時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，的阻值，電壓表?的示數(shù)是4.0V時(shí)，表Q的指針恰好指到滿量程的五分之二；當(dāng)R選用7.0kQ時(shí)，調(diào)整”的阻值，電壓表骷的示數(shù)是2.0V時(shí)，表Q的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定，表Q的內(nèi)阻f是kQ，滿偏電流I是gmA。若要將表Q改裝為量程是15V的電壓表，應(yīng)配備一個(gè)kQ的電阻?！窘馕觥竣泞侔肫y(cè)量表頭內(nèi)阻時(shí)，首先要選擇滑動(dòng)變阻器，最大電阻必須大于電路所需的最小電阻，電路的最大電流為表頭的滿偏電流，根據(jù)歐姆定律，電路所需的最小電阻為二30kQ或0.2x10-31?5二7.5kQ，考慮到保護(hù)R0=1kQ，則可知調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭0.2x10-30滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值分別接近29kQ或6.5kQ，電路圖中R2是滑動(dòng)變阻器，不能選擇D和E只能選擇F。表頭滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差越小，所以電源選擇電動(dòng)勢(shì)為6V的B,而且滑動(dòng)變阻器F的阻值也滿足調(diào)節(jié)所需。而R1是用來測(cè)量表頭內(nèi)阻的，所以只能選擇能夠讀出電阻值的電阻箱Co實(shí)驗(yàn)步驟為：第一步閉合S2（B），第二步調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)滿偏（C），第三步閉合S1（A），第四步調(diào)節(jié)R］的阻值，使電流計(jì)半偏（E）,第五步讀出％的示數(shù)為待測(cè)表頭的內(nèi)阻。R1的示數(shù)為待測(cè)表頭的內(nèi)阻是300.0kQ。閉合S1后，電路的總電阻減小，當(dāng)表頭指針半偏時(shí)，干路電流就大于表頭的滿偏電流，流過電阻箱的電流就大于流過表頭的電流，所以電阻箱的阻值略小于表頭內(nèi)阻。給表頭串聯(lián)一個(gè)電阻可以改裝成電壓表，改裝電壓表的內(nèi)阻為r=Um=一-一=20kQ，則串聯(lián)電阻大小為20kQ-300Q=19.7kQ。VI0.2X10-3g（2）對(duì)改裝電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，首先將改裝電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)；要求電壓從0到滿偏變化，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓接法。表頭的刻度均勻。當(dāng)表針恰好指到滿量程的五分之二時(shí)，流過改裝電壓表的電流是0.4Ig，根據(jù)歐姆定律分別有4=0.4/g（Q+17燈。3）和2=0.4人q