2022年高考物理大一轮复习讲义：51-电表内阻测量与改装-(人教版).doc

1、备战高考之物理一轮复习讲义：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

2、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

3、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

4、。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

5、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

6、，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

7、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”

8、）。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

9、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

10、），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