統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題七物理實驗第14講電學(xué)實驗考點(diǎn)三電表的改裝多用電表的原理與使用教師用書

考點(diǎn)三電表的改裝、多用電表的原理與運(yùn)用例4[2024·遼寧卷]某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個量程的電流表，設(shè)計電路如圖(a)所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω.(1)當(dāng)開關(guān)S接A端時，該電流表的量程為0～________mA；(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時，該電流表的量程比接在A端時________(填“大”或“小”)；(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了圖(b)中兩個電路．不考慮試驗操作中的偶然誤差，則運(yùn)用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的試驗誤差．預(yù)料4[2024·重慶押題卷]某愛好小組利用所學(xué)學(xué)問自制一個歐姆表，他們先利用題圖所示電路測量，一只量程為100mA的電流表內(nèi)阻，試驗步驟如下：①閉合S1，斷開S2，調(diào)整滑動變阻器R1，使電流表達(dá)到滿偏值I0＝100mA；②保持R1的滑片位置不變，閉合S2，調(diào)整電阻箱R2，使電流表的讀數(shù)如題圖所示，然后讀出此時電阻箱R2的阻值為12.8Ω；(可認(rèn)為電路總電流保持不變)③計算出電流表內(nèi)阻R0.(1)步驟②中電流表示數(shù)為________mA，步驟③中電流表內(nèi)阻R0為________Ω.(2)題圖為改裝后的歐姆表電路示意圖．電源電動勢為2V、內(nèi)阻很小可不計，S為單刀雙擲開關(guān)，a、b為制作的兩個擋位，其中一個是“×1”擋，另外一個是“×10”擋．可計算出定值電阻R3為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)(3)現(xiàn)運(yùn)用該自制歐姆表測一未知定值電阻Rx的阻值，將開關(guān)S接到b處，完成歐姆調(diào)零后，在紅黑表筆間接入Rx時電流表指針在題圖所示位置，計算出Rx電阻為________Ω.預(yù)料5[2024·安徽皖北五校第一次聯(lián)考]某同學(xué)想把量程為500μA但內(nèi)阻未知的微安表G改裝成量程為2V的電壓表，他先測量出微安表G的內(nèi)阻，然后對電表進(jìn)行改裝，最終再利用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表，對改裝后的電壓表進(jìn)行檢測．該同學(xué)利用“半偏法”原理測量微安表G的內(nèi)阻，試驗中可供選擇的器材有：A．滑動變阻器R1(0～5kΩ)B．滑動變阻器R2(0～20kΩ)C．電阻箱R′(0～9999.9Ω)D．電源E1(電動勢為1.5V)E．電源E2(電動勢為9V)F．開關(guān)、導(dǎo)線若干詳細(xì)試驗步驟如下：a．按如圖甲所示的電路圖連接好線路；b．將滑動變阻器R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1后調(diào)整R的阻值，使微安表G的指針滿偏；c.閉合開關(guān)S2，保持R不變，調(diào)整R′的阻值，使微安表G的示數(shù)為250μA，此時R′的示數(shù)為1900.0Ω.回答下列問題：(1)①為減小試驗誤差，試驗中電源應(yīng)選________(填“E1”或“E2”)，滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)．②由試驗操作步驟可知，微安表G內(nèi)阻的測量值RB＝________Ω，與微安表內(nèi)阻的真實值相比________(填“偏大”“相等”或“偏小”)．(2)若依據(jù)(1)中測算的Rg，將上述微安表G改裝成量程為2V的電壓表，須要________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個阻值為R0＝________Ω的電阻．(3)用如圖乙所示電路對改裝電壓表進(jìn)行校對，由于內(nèi)阻測量造成的誤差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為2V時，改裝電壓表中微安表G的示數(shù)為495μA.為了盡量消退改裝后的電壓表測量電壓時帶來的誤差，R0的阻值應(yīng)調(diào)至________Ω.(結(jié)果保留一位小數(shù))預(yù)料5[2024·山東濟(jì)南模擬]重力加速度g是物理學(xué)中一個極為常見的基本量，它的測定對物理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的發(fā)展具有重要意義．某試驗小組用如圖所示的裝置測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?，圖中A、B為兩個連接數(shù)據(jù)采集器的光電門，輕繩跨過定滑輪連接質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體．試驗步驟如下：①用天平測量兩個物體的質(zhì)量，測得m1＝100g，m2＝200g；②用游標(biāo)卡尺測出質(zhì)量為m1的鉤碼的高度d，測得d＝4.85cm；③依據(jù)如圖所示的試驗裝置圖安裝好試驗裝置；④用米尺測出兩光電門傳感器A、B間的距離h；⑤將質(zhì)量為m2的鉤碼從確定高度由靜止釋放后，測出質(zhì)量為m1的鉤碼上升過程中先后通過兩光電門傳感器B、A的時間tB、tA；⑥多次變更兩光電門傳感器A、B之間的距離重復(fù)以上試驗．(1)該試驗小組運(yùn)用Excel軟件處理試驗數(shù)據(jù)，以h為縱坐標(biāo)，要想進(jìn)行直線擬合，橫坐標(biāo)應(yīng)為________．B．tB－tA(2)選用第(1)問中的橫坐標(biāo)，擬合后直線的斜率大小為k＝3.6375×10－4m·s2，則重力加速度的測量值為________．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膮⒖贾禐?.80m/s2，本次測量的相對誤差為________.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(3)該試驗誤差的主要來源有()A．m1的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于m2的質(zhì)量B．繩子和定滑輪間存在摩擦力C．滑輪有質(zhì)量D．繩子拉力不等于鉤碼重力考點(diǎn)三例4解析：（1）由圖可知當(dāng)S接A時，R1和R2串聯(lián)接入電路，和電流表并聯(lián)，滿偏時電流表兩端的電壓為Um＝Imr＝250×10－6×1.2×103V＝0.3V此時R1和R2的電流為I＝eq\f(Um,R1＋R2)＝eq\f(0.3,40＋360)A＝0.75×10－3A＝0.75mA所以總電流為I總＝Im＋I(xiàn)＝1mA，即量程為0～1mA.（2）當(dāng)開關(guān)S接B端時，由圖可知電阻R1和電流表串聯(lián)再和電阻R2并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小，當(dāng)電流表滿偏時，流過電阻R2的電流變大，干路電流變大，即量程變大；所以開關(guān)S接B端時，該電流表的量程比接在A端時大．（3）圖甲是電流表的外接法，誤差是由于電壓表的分流引起的；圖乙是電流表的內(nèi)接法，誤差是由于電流表的分壓引起的，因為題目中電壓表電阻未知，故接受圖乙的方法可以修正由電表內(nèi)阻引起的試驗誤差．答案：（1）1（2）大（3）乙預(yù)料4解析：（1）電流表示數(shù)I1＝80mA時，R2所在支路電流I2＝I0－I1＝20mA，故R0＝eq\f(R2,4)＝3.2Ω（2）S接a時，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)＝eq\f(E0,I0)＝20ΩS接b時R3分流，電流表滿偏時，電路總電流增大，此時歐姆表內(nèi)阻R′內(nèi)<R內(nèi)，故S接a時為“×10”擋，S接b時為“×1”擋，即S接b時電路總電流增大為原來的10倍，R′內(nèi)＝eq\f(E0,10I0)＝2Ω此時R3所在支路電流I3＝10I0－I0＝9I0因此R3＝eq\f(R0,9)＝0.36Ω（3）S接b且電流表示數(shù)I1＝80mA時eq\f(E0,R′內(nèi)＋Rx)＝10I1，eq\f(2V,2Ω＋Rx)＝0.8A解得Rx＝0.5Ω答案：（1）803.2（2）0.36（3）0.5預(yù)料5解析：（1）①本試驗誤差來自于閉合開關(guān)S2，電阻箱R′并入電路后，干路電流會發(fā)生變更，為使干路電流變更較小，應(yīng)使干路中滑動變阻器接入電路的阻值盡量大，為使電流表能夠滿偏，相應(yīng)的電源電動勢應(yīng)較大，故電源選擇電動勢約為9V的電源E2；毫安表G的滿偏電流為500μA，則干路中滑動變阻器接入電路的最小阻值約為eq\f(9V,500×10－6A)＝18kΩ，故滑動變阻器應(yīng)選用R2.②由試驗操作步驟可知，通過微安表的電流等于通過電阻箱的電流，可知兩部分電阻相等，即微安表G內(nèi)阻的測量值Rg＝1900.0Ω，因閉合開關(guān)S2，電阻箱R′并入電路后，電路的總電阻變小，干路電流會變大，即干路電流大于Ig，而流過微安表G的電流為eq\f(1,2)Ig，則流過電阻箱R′的電流大于eq\f(1,2)Ig，即流過電阻箱R′的電流大于流過微安表G的電流，依據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知微安表G內(nèi)阻真實值大于電阻箱R′的阻值，可知測量值偏小．（2）若依據(jù)（1）中測算的Rg，將上述微安表G改裝成量程為2V的電壓表須要串聯(lián)一個電阻，阻值為R0＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(2,500×10－6)Ω－1900Ω＝2100Ω.（3）當(dāng)微安表G的示數(shù)為495μA時，有R01＋Rg＝eq