高考物理大全分類解析 專題40 電表內(nèi)阻的測(cè)量與改裝

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1、 2013年高考題 5. (2013全國新課標(biāo)理綜II第23題)(7分)某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按照?qǐng)D(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān)?;卮鹣铝袉栴}: (1)根據(jù)圖(a)所示的電路,在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線。 (2)開關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“ 電壓” 或“電阻”); 開關(guān)S斷開時(shí),多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“ 電壓” 或“電阻”)。 (3)表筆A應(yīng)為 色(填“紅”或“黑”)。 (4)定值電阻的阻值R1= Ω

2、,R2= Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字) 5,(7分)【答案】(1)連線如圖所示。(2分)(2)電流(1分) 電壓(1分)。(3)黑(1分)(4)1.00(1分)880(1分) 【命題意圖】 本題主要考查多用電表的原理、使用和電流表電壓表的原理和改裝,意在考查考生應(yīng)用相關(guān)電路知識(shí)分析解決問題能力。 2003~2012年高考題 1(2011·上海物理)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)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖所示。供選擇的儀器如下: ①待測(cè)電流表G1 (0~5mA,內(nèi)阻約300Ω),②電流表G2 (0~10mA,內(nèi)阻約100Ω),③定值電阻R1

3、 (300Ω),④定值電阻R2 (10Ω),⑤滑動(dòng)變阻器R3 (0~1000Ω),⑥滑動(dòng)變阻器R4(0~20Ω),⑦干電池(1.5V),⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。 (1)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)) (2)用連線連接實(shí)物圖。 (3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟: ①按電路圖連接電路, ; ②閉合電鍵S,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置,記錄G1,G2的讀數(shù)I1,I2; ③ ; ④以I2為縱坐標(biāo),I1為橫坐標(biāo),作出相應(yīng)圖線,如圖所示。 (4)根據(jù)I2- I1圖線的斜率及定值電阻,寫出

4、待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式 。 2.(2011·海南物理)圖1是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖,已知表頭μA的量程為Ig=600μA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I=60mA。完成下列填空。 (1)圖1中分流電阻RP的阻值應(yīng)為___。 (2)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μA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)) 2.【答案】(1)Rg/99 (2)0.5 49.0 【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Ig=600μA內(nèi)

5、阻為Rg改裝成量程為I=60mA的電流表,由電流表改裝知識(shí)可知,IgRg=(I-Ig)RP,解得需要并聯(lián)的分流電阻RP=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μA的電流為49.5mA ×1/100=0.5mA。此時(shí)流過分流電阻RP的電流為49.5mA ×99/100=49.0mA. 3.(2010北京理綜)(1)甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì),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)的內(nèi)電阻rg,其中電阻R0約為1kΩ。為使rg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

6、1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)        ?。拢娫矗妱?dòng)勢(shì)6V) C.電阻箱(0~999.9 Ω)      ?。模瑒?dòng)變阻器(0~500 Ω) E.電位器(一種可變電阻,與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(0~5.1 kΩ) F.電位器(0~51 kΩ) ②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下,檢查電路連接無誤后,將R2的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是______________,______________,______________,______________,最后記錄R1的阻值并整理好器材

7、。(請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序,選填下列步驟前的字母) A.閉合S1 B.閉合S2 C.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 D.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 E.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 F.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 ③如果所得的R1的阻值為300.0Ω,則圖1中被測(cè)電流計(jì)的內(nèi)阻r的測(cè)量值為______________Ω,該測(cè)量值__________實(shí)際值(選填“略大于”、“略小于”或“等于”)。 ④給電流計(jì)__________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個(gè)阻值為__________kΩ的電阻,就可以將該電流計(jì)改裝為量程4

8、V的電壓表。 (2)乙同學(xué)要將另一個(gè)電流計(jì)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R’和幾個(gè)待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻。 ①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā),先將待改裝的表直接與電壓表校準(zhǔn)。請(qǐng)你畫完圖2方框中的校準(zhǔn)電路圖。 ②實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)定值電阻R選用17.0kΩ時(shí),調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值,電壓表的示數(shù)是4.0V時(shí),表的指針恰好指到滿量程的五分之二;當(dāng)R選用7.0kΩ時(shí),調(diào)整R’的阻值,電壓表的示數(shù)是2.0V時(shí),表的指針又指到滿量程的五分之二。 由此可以判定,表的內(nèi)阻rg是_______kΩ,滿偏電流Ig是_______mA。若要將表改裝為量程是15V的電壓表,應(yīng)配

9、備一個(gè)_______kΩ的電阻。 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) 4.(2010天津卷)要測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻RV,其量程為2V,內(nèi)阻約2kΩ。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有: 電流表A,量程0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω; 電壓表V2,量程5V,內(nèi)阻為5kΩ; 定值電阻R1,阻值30Ω; 定值電阻R2,阻值為3kΩ; 滑動(dòng)變阻器R3,最大阻值100Ω,額定電流1.5A; 電源E,電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻約0.5Ω; 開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。 ①有人擬將待測(cè)電壓表V1 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RV。該方案實(shí)際

10、上不可行,其最主要的原因是 ②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): ③由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)方式,說明式中各測(cè)量量的物理意義。 5. (2008·海南物理)一毫安表頭滿偏電流為9.90 mA,內(nèi)阻約為300 Ω.要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表,其電路原理如圖所示.圖中是量程為2 A的標(biāo)準(zhǔn)電流表,R0為電阻箱,R為滑動(dòng)變阻器,S為開關(guān)

11、,E為電源. ⑴完善下列實(shí)驗(yàn)步驟: ①將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線; ②將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至 端(填“a”或“b”),電阻箱R0的阻值調(diào)至零; ③合上開關(guān); ④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭,增大回路中的電流, 使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1 A; ⑤調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值,使毫安表指針接近滿偏,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì) (填“增大”、“減小”或“不變”); ⑥多次重復(fù)步驟④⑤,直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為 ,同時(shí)毫安表指針滿偏. ⑵回答下列問題: ①在完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后,電阻箱使用阻值的讀數(shù)為3.1 Ω,由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為

12、 . ②用改裝成的電流表測(cè)量某一電路中的電流,電流表指針半偏,此時(shí)流過電阻箱的電流為 A. ③對(duì)于按照以上步驟改裝后的電流表,寫出一個(gè)可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素: 。 針接近滿偏,電路中總電阻增大,總電流減小,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì)減小。6.(2008年全國理綜1).一直流電壓表,量程為1 V,內(nèi)阻為1 000Ω,現(xiàn)將一阻值為5000~7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián),以擴(kuò)大電壓表的量程.為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值

13、,再給定一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6~7 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),一阻值R2=2000Ω的固定電阻,兩個(gè)單刀開關(guān)S1、S2及若干線. (1)為達(dá)到上述目的,將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖. (2)連線完成以后,當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為0.90 V;當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),電壓表的示數(shù)為0.70 V,由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V,電源電動(dòng)勢(shì)為 V. 電壓表滿偏電流為1mA,改裝后電壓表的量程為U=1×10-3×(1000+6000)V=7V. A R1 R S2 S1 E 7. (2007·全國理綜2)有一電流

14、表,量程為1 mA,內(nèi)阻r1約為100 Ω。要求測(cè)量其內(nèi)阻??蛇x用器材有:電阻箱R0,最大阻值為99999.9 Ω;滑動(dòng)變阻器甲,最大阻值為10 kΩ;滑動(dòng)變阻器乙,最大阻值為2 kΩ;電源E1,電動(dòng)勢(shì)約為2 V,內(nèi)阻不計(jì);電源E2,電動(dòng)勢(shì)約為6 V,內(nèi)阻不計(jì);開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。 A A 采用的測(cè)量電路圖如圖所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①斷開S1和S2,將R調(diào)到最大;②合上S1調(diào)節(jié)R使 滿偏;③合上S2,調(diào)節(jié)R1使半偏,此時(shí)可以認(rèn)為的內(nèi)阻rg=R1,試問: ①在上述可供選擇的器材中,可變電阻R1應(yīng)該選擇 ;為了使測(cè)量盡量精確,可變電阻R應(yīng)該選擇 ;電源E應(yīng)該選擇

15、 。 ②認(rèn)為內(nèi)阻rg=R1,此結(jié)果與rg的真實(shí)值相比 。(填“偏大”、“偏小”或“相等”) 8.(2006·全國理綜1)現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表的內(nèi)阻。給定的器材有:待測(cè)電壓表(量程2V,內(nèi)阻約為4kΩ);電流表(量程1.2mA,內(nèi)阻約500Ω);直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約2.4V,內(nèi)阻不計(jì));固定電阻3個(gè):R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;電鍵S及導(dǎo)線若干 要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。 i.試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè),與其它器材一起組成測(cè)量電路,并在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。) ii.電路接通后,若電

16、壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電壓表內(nèi)阻RV=______________。 9. (12分)將滿偏電流Ig=300μA、內(nèi)阻未知的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行核對(duì). (1)利用如圖所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻(圖中電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V ):先閉合S1,調(diào)節(jié)R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;再閉合S2,保持R不變,調(diào)節(jié)R′,,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的,讀出此時(shí)R′的阻值為200Ω,則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg= Ω. (2)將該表改裝成量程為3V的電壓表,需     (填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為R0=   Ω的電阻. (3)把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì),試在答題卡上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖. 10(2003·廣東物理)要測(cè)量一塊多用電表直流10mA檔的內(nèi)阻RA(約40Ω)。除此多用電表外,還有下列器材:直流電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),電阻一個(gè)(阻值R約為150Ω),電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干。 要求:⑴寫出實(shí)驗(yàn)步驟。⑵給出RA的表達(dá)式。 答案:⑴實(shí)驗(yàn)步驟:①用多用電表的直流電壓檔測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E。

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