实验14 电表的改装与校准（4大核心考点+7大创新考法）-【实验攻略】2025年高考物理必考实验重难点突破

实验14 电表的改装与校准 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）表头的基本参数 ① 表头内阻Rg ②满偏电流Ig ③满偏电压Ug 2）电流表的改装 ①原理 ②改装步骤 3）电压表的改装 ①原理 ②改装步骤 4）电表的校准 ①校准原理 ②校准电路 ③校准曲线绘制 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）电流表的改装 2） 电压表的改装 3）多功能电表的改装 4）电流表的校准 5）电压表的校准 6）电流表的修复 7）电压表的修复 05 分层强化训练 1.基于真实应用场景的考查：新高考注重将电表改装与校准实验放置在实际生活或科研情境中。例如，给出一个简易的电路检测装置，要求学生根据已知表头参数，将表头改装成适合检测该电路电压或电流范围的电表，并进行校准。这考查学生能否将所学知识迁移到实际问题中，理解电表在不同场景下的应用需求，以及如何通过改装与校准来满足这些需求。 2.与现代测量技术结合考查：随着科技发展，数字化测量仪器逐渐普及。新高考可能会考查传统电表改装与校准方法与现代测量技术的关联。比如，让学生分析如何利用数字化万用表的测量结果，对改装后的传统电表进行更精确的校准，或者探讨在某些高精度测量实验中，传统电表改装方法的局限性以及如何结合现代技术改进。 3.实验误差分析与改进措施：重点考查学生对电表改装与校准实验中误差来源的分析能力，以及提出相应改进措施的能力。例如，给出一组电表改装后的校准数据，要求学生判断误差类型（系统误差或偶然误差），分析产生误差的原因（如电阻测量不准确、表头灵敏度漂移等），并针对这些原因提出合理的改进方案，以此检验学生对实验原理和操作细节的掌握程度。 一、表头的基本参数 1.表头内阻Rg：表头线圈的电阻，它是电表改装的关键参数之一，一般需要通过实验测量得出。测量方法常用半偏法，即将表头与一个电阻箱和滑动变阻器串联，先使表头满偏，再调节电阻箱使表头半偏，此时电阻箱的阻值近似等于表头内阻。 2.满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时通过表头的电流。这是表头的一个重要性能指标，决定了表头能够测量的最大电流值。 3.满偏电压Ug：表头满偏时表头两端的电压，Ug=IgRg。 二、电流表的改装 1.原理：通过并联一个分流电阻Rs，让大部分电流从分流电阻通过，从而扩大表头能够测量的电流范围。根据并联电路电流规律，可得到改装后电流表量程I与分流电阻Rs的关系。 2.改装步骤：首先测量表头内阻Rg和满偏电流Ig；然后根据所需改装的量程I，利用上述公式计算出分流电阻Rs的阻值；最后将计算好的分流电阻与表头并联，即完成电流表的改装。 三、电压表的改装 1.原理：通过串联一个分压电阻Rv，使表头与分压电阻共同分担被测电压，从而扩大表头能够测量的电压范围。根据串联电路电压规律U= Ig（Rg+Rv），可得到改装后电压表量程U与分压电阻Rv的关系。 2.改装步骤：同样先测量表头内阻Rg和满偏电流Ig；再根据要改装的量程U，算出分压电阻Rv的阻值；最后将分压电阻与表头串联，完成电压表的改装。 四、电表的校准 1.校准原理：将改装后的电表与标准电表同时接入同一电路，测量同一物理量（电流或电压），通过比较两者的示数，判断改装电表的准确性。 2.校准电路：校准电流表时，一般采用标准电流表与改装电流表串联，再与滑动变阻器、电源等组成电路；校准电压表时，采用标准电压表与改装电压表并联，同样与滑动变阻器、电源等组成电路。滑动变阻器用于调节电路中的电流或电压，以便在不同测量值下进行校准。 3.校准曲线绘制：在不同测量值下，记录标准电表和改装电表的示数，以标准电表示数为横坐标，改装电表与标准电表示数的差值为纵坐标，绘制校准曲线。通过校准曲线，可以直观地看出改装电表在不同测量值下的误差情况，进而对改装电表进行修正。 【例1】（2024·安徽·高考真题）某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 (1)开关闭合前，滑片P应移动到 （填“M”或“N”）端。 (2)根据要求和已知信息，电阻箱的阻值已调至，则的阻值应调至 。 (3)当单刀双掷开关与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为 。（结果用U、I、、表示） (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号） A．增大电阻箱的阻值 B．减小电阻箱的阻值 C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后，开关与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为 V。（保留2位有效数字） 【例2】（2022·海南·高考真题）现要测量一个满偏电流的表头内阻并改装成量程为的电流表，如图所示。 （1）先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为，电流表G的示数如图所示，则流过G的电流是 。若，则 ； （2）给G并联一个的电阻进行校准时，当电流表G的示数为时，标准电流表A的示数为，则改装之后的电流表实际量程是 ； （3）若要把它改装成量程为的电流表，还需要在两边并联一个 的电阻。 【例3】（2022·辽宁·高考真题）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。 （1）当开关S接A端时，该电流表的量程为 ； （2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 （填“大”或“小”） （3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。 【例4】（2021·辽宁·高考真题）某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。 （1）微安表铭牌标示内阻为0.8k，据此计算R1的阻值应为 k。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。 （2）开关闭合前，R2的滑片应移动到 端。 （3）开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是 。（填选项前的字母） A．1、2间断路        B．3、4间断路        C．3、5间短路 （4）排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98，此时需要 （填“增大”或“减小”）R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。 【变式1】电流表的改装 1．（2025·四川·模拟预测）实验小组将满偏电流为的灵敏电流计G改装为毫安表并校验。可供选择的器材还有： A．电源（电动势1.5V，内阻很小） B．电源（电动势3.0V，内阻很小） C．滑动变阻器（阻值） D．滑动变阻器（阻值） E.电阻箱（阻值） F.开关两只，导线若干 (1)同学们设计了如图a所示电路测量灵敏电流计G的内阻。滑动变阻器应该选择 （选填“”或“”），电源E应该选择 （选填“”或“”）。 (2)断开、，按图a正确连接电路图后，将的阻值调到最大，闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度：保持不变，再闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，则灵敏电流计G的内阻测量值 。 (3)给这个灵敏电流计G并联一个阻值为的电阻，把它改装为一个毫安表，则该毫安表的量程为 。 (4)若考虑测量灵敏电流计G内阻的系统误差，根据如图b所示电路对改装得到的毫安表进行校验时，标准毫安表的读数一定 （选填“大于”“小于”或“等于”）改装表的读数。 【变式2】 电压表的改装 2．（24-25高三上·重庆·阶段练习）小明同学要把一个电流计（满偏电流为1 mA，内阻未知）改装成一个量程为6 V的电压表。为此，他设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中R1为总阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后，小明同学进行了如下实验操作： ①开关闭合之前将R1、R2调到最大值； ②只闭合开关S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig； ③保持R1不变，再闭合S2，调节电阻箱R2的值，使电流计读数等于，同时记录下此时电阻箱的读数为60 Ω。 (1)根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为 Ω； (2)小明同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为6 V的电压表，需要串联一个R = Ω的电阻； (3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压表示数如图乙所示时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为 V（保留两位有效数字），改装电表的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）； (4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k = 。 【变式3】多功能电表的改装 3．（2025·山东日照·一模）欧姆表是用电流表改装而成的电学仪器。某欧姆表内部电路（部分）如图甲所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。 改装所用器材如下： A．电池（电动势，内阻）； B．电流表G（满偏电流，内阻）； C．定值电阻（阻值为2Ω）； D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 (1)表笔A是 （填“红”或“黑”）表笔。 (2)虚线框内是改装电流表的电路图，已知，当使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，那么定值电阻 。 (3)当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 (4)该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为4.35V，内阻变大为3.6Ω，欧姆表仍可调零。某次开关接到“×10”，规范操作后测得一电阻的读数如图乙所示，则该电阻实际的阻值为 。 【变式4】电流表的校准 4．（2025·福建莆田·二模）某同学将一量程为30mA、内阻为50Ω的毫安表改装成量程为0.6A的电流表并进行校准。经计算后将一阻值为R1的电阻与该毫安表进行连接改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表对改装后的电流表进行校准，设计电路如图所示。 (1)完成电路图中虚线框内的电路连接； (2)开关S闭合前，R2的滑片应移动到 端（填“a”或“b”）； (3)闭合开关S，调节R2的滑片位置，当标准电流表的示数为0.40A时，毫安表的示数为25.0mA。产生此误差的原因是R1 （填“偏小”或“偏大”）； (4)要达到实验的预期目的，只需要将阻值为R1的电阻换为一个阻值为kR1的电阻即可，其中k= 。 【变式5】电压表的校准 5．（2024·安徽合肥·三模）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”）。 【变式6】电流表的修复 6．（2025·广东珠海·一模）某科技小组欲修复一个量程为的电流表，操作过程如下： (1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示，其中为电流表负接线柱，、为其余两个接线柱，请根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整 。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 。（选填“”或“”） (2)取出表头，发现表头完好无损，用标准电表测出表头满偏电流为。接着测量表头的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（选填“”或“”），先闭合开关，调节滑动变阻器使表头指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值使表头指针半偏，此时电阻箱的示数为，则表头的内阻为 ，表头的内阻测量值 真实值。（选填“大于”“等于”或“小于”） (3)经检测除损坏外，其余元件均完好，已知，，请根据电流表的量程，推算需用 电阻替换。（结果保留两位有效数字） 【变式7】电压表的修复 7．（2024·贵州贵阳·模拟预测）一个有两个量程的电压表已损坏，电流表G的满偏电流，内阻未知，其电路如图甲所示。某同学对该电压表进行修复并校准的过程如下： （1）拆开电压表，经检测，R1损坏，表头和R2完好； （2）用如图乙所示的电路测量表头的内阻，图乙中电源的电动势4V。闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应移到 （填“a端”或“b端”），先闭合S1，调节滑动变阻器R，使表头的指针偏转到满刻度；再闭合开关S2，保持R不变，仅调节电阻箱阻值，使表头指针偏转到满刻度的，读出此时的阻值为200Ω，则表头的内阻的测量值为 Ω； （3）根据题给条件和（2）所测数据，请你推算电阻R1损坏之前的阻值应为 Ω，选取相应的电阻替换R1，重新安装好电表； （4）用标准电压表对修复后的电压表的“0~3V”量程进行校对，请在答题纸上把如图丙所示的实物电路补充完整 ； （5）校准时发现，修复后的电压表的读数比标准电压表的读数偏小，该同学认为造成这一结果的原因是，由于步骤（2）测量表头的内阻存在一定的误差，表头内阻的真实值 （填“大于”或“小于”）测量值。 1．（2024·河南·模拟预测）某同学将一个内阻，满偏电流的电流表改装成量程为0~3V的电压表，需要 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。现利用该电压表测量电压，指针如图所示，则其示数为 V。 2．（24-25高三上·甘肃兰州·期中）某同学用毫安表改装了一个双量程电压表，其内部电路图如图甲所示。 (1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为5mA，R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电压表的量程为15V；若使用a和c两个接线柱，电压表的量程为3V。由题给条件和数据，可以求出R1= Ω、R2= Ω。 (2)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用如图乙所示的电路可以判断出损坏的电阻。图乙中的R'为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路，则图乙中的d点应和接线柱 （填“b”或“c”）相连，并说明判断依据： 。 3．（24-25高二上·湖北·阶段练习）某兴趣小组为了测量量程为5mA毫安表的内阻，设计了如图甲所示的电路。 （1）在检查电路连接正确后，实验时， 操作步骤如下：先将滑动变阻器R的滑片P移到最右端，调整电阻箱R0的阻值为零，闭合开关S，再将滑片P缓慢左移，使毫安表上电流满偏；保持滑片P不动，调整R0的阻值，使毫安表上读数为2mA，记下此时R0的电阻为300.0Ω。 （2）则该毫安表的内阻的测量值为 ，该测量值 实际值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （3）现将某定值电阻R₁与该毫安表连接，将该毫安表改装为一个量程为30mA的电流表，并用标准电流表进行检测，如图乙所示。 ①需要接入的定值电阻R1的阻值为 Ω； ②在乙图中虚线框内补全改装电路图 ；     ③当标准电流表的示数为12mA时，流经毫安表中的电流示数可能为 。 A．1.9mA         B．2mA             C．2.1mA 4．（2024·湖南衡阳·三模）某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。 (1)为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下： ①把滑动变阻器的滑动触头滑到 端（填“a”或“b”）； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V； ③将电阻箱阻值调到，微调滑动变阻器滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻 Ω，表头G的量程 mA。 (2)电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该 联 Ω的电阻。 (3)实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为 mA，电压表的相对误差为 （，本问结果可用分数表示）。 5．（2024·江西抚州·模拟预测）某同学把量程为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)测量电压表的内阻时，采用图甲所示的测量电路，将的滑片移至最左端，闭合开关、，滑动的滑片，使电压表的指针指在处；断开，调节电阻箱，使电压表的指针指在处，此时电阻箱的示数如乙图所示，由此测得电压表的内阻 Ω（结果保留1位小数）； (2)将该电压表改装成量程为5V的电压表，需 （选填“串”或“并”）联一个阻值为 Ω的电阻（结果保留1位小数）； (3)用丙图所示电路对改装电压表进行校对，由于电压表内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为5V时，改装电压表指针指在。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，的阻值应调至 Ω（结果保留1位小数）； 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验14 电表的改装与校准 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）表头的基本参数 ① 表头内阻Rg ②满偏电流Ig ③满偏电压Ug 2）电流表的改装 ①原理 ②改装步骤 3）电压表的改装 ①原理 ②改装步骤 4）电表的校准 ①校准原理 ②校准电路 ③校准曲线绘制 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）电流表的改装 2） 电压表的改装 3）多功能电表的改装 4）电流表的校准 5）电压表的校准 6）电流表的修复 7）电压表的修复 05 分层强化训练 1.基于真实应用场景的考查：新高考注重将电表改装与校准实验放置在实际生活或科研情境中。例如，给出一个简易的电路检测装置，要求学生根据已知表头参数，将表头改装成适合检测该电路电压或电流范围的电表，并进行校准。这考查学生能否将所学知识迁移到实际问题中，理解电表在不同场景下的应用需求，以及如何通过改装与校准来满足这些需求。 2.与现代测量技术结合考查：随着科技发展，数字化测量仪器逐渐普及。新高考可能会考查传统电表改装与校准方法与现代测量技术的关联。比如，让学生分析如何利用数字化万用表的测量结果，对改装后的传统电表进行更精确的校准，或者探讨在某些高精度测量实验中，传统电表改装方法的局限性以及如何结合现代技术改进。 3.实验误差分析与改进措施：重点考查学生对电表改装与校准实验中误差来源的分析能力，以及提出相应改进措施的能力。例如，给出一组电表改装后的校准数据，要求学生判断误差类型（系统误差或偶然误差），分析产生误差的原因（如电阻测量不准确、表头灵敏度漂移等），并针对这些原因提出合理的改进方案，以此检验学生对实验原理和操作细节的掌握程度。 一、表头的基本参数 1.表头内阻Rg：表头线圈的电阻，它是电表改装的关键参数之一，一般需要通过实验测量得出。测量方法常用半偏法，即将表头与一个电阻箱和滑动变阻器串联，先使表头满偏，再调节电阻箱使表头半偏，此时电阻箱的阻值近似等于表头内阻。 2.满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时通过表头的电流。这是表头的一个重要性能指标，决定了表头能够测量的最大电流值。 3.满偏电压Ug：表头满偏时表头两端的电压，Ug=IgRg。 二、电流表的改装 1.原理：通过并联一个分流电阻Rs，让大部分电流从分流电阻通过，从而扩大表头能够测量的电流范围。根据并联电路电流规律，可得到改装后电流表量程I与分流电阻Rs的关系。 2.改装步骤：首先测量表头内阻Rg和满偏电流Ig；然后根据所需改装的量程I，利用上述公式计算出分流电阻Rs的阻值；最后将计算好的分流电阻与表头并联，即完成电流表的改装。 三、电压表的改装 1.原理：通过串联一个分压电阻Rv，使表头与分压电阻共同分担被测电压，从而扩大表头能够测量的电压范围。根据串联电路电压规律U= Ig（Rg+Rv），可得到改装后电压表量程U与分压电阻Rv的关系。 2.改装步骤：同样先测量表头内阻Rg和满偏电流Ig；再根据要改装的量程U，算出分压电阻Rv的阻值；最后将分压电阻与表头串联，完成电压表的改装。 四、电表的校准 1.校准原理：将改装后的电表与标准电表同时接入同一电路，测量同一物理量（电流或电压），通过比较两者的示数，判断改装电表的准确性。 2.校准电路：校准电流表时，一般采用标准电流表与改装电流表串联，再与滑动变阻器、电源等组成电路；校准电压表时，采用标准电压表与改装电压表并联，同样与滑动变阻器、电源等组成电路。滑动变阻器用于调节电路中的电流或电压，以便在不同测量值下进行校准。 3.校准曲线绘制：在不同测量值下，记录标准电表和改装电表的示数，以标准电表示数为横坐标，改装电表与标准电表示数的差值为纵坐标，绘制校准曲线。通过校准曲线，可以直观地看出改装电表在不同测量值下的误差情况，进而对改装电表进行修正。 【例1】（2024·安徽·高考真题）某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 (1)开关闭合前，滑片P应移动到 （填“M”或“N”）端。 (2)根据要求和已知信息，电阻箱的阻值已调至，则的阻值应调至 。 (3)当单刀双掷开关与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为 。（结果用U、I、、表示） (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号） A．增大电阻箱的阻值 B．减小电阻箱的阻值 C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后，开关与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为 V。（保留2位有效数字） 【答案】(1)M (2)4000 (3) (4)A (5)0.86 【解析】（1）由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了电路，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端； （2）当开关S2接b时，电压表量程为1V，根据欧姆定律 当开关S2接a时，电压表量程为3V，根据欧姆定律 其中 联立解得 （3）当开关S2接a时，根据欧姆定律 可得电流表G的内阻可表示为 （4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。 故选A。 （5）根据闭合电路欧姆定律 【例2】（2022·海南·高考真题）现要测量一个满偏电流的表头内阻并改装成量程为的电流表，如图所示。 （1）先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为，电流表G的示数如图所示，则流过G的电流是 。若，则 ； （2）给G并联一个的电阻进行校准时，当电流表G的示数为时，标准电流表A的示数为，则改装之后的电流表实际量程是 ； （3）若要把它改装成量程为的电流表，还需要在两边并联一个 的电阻。 【答案】 【解析】（1）[1]电流表G的满偏电流，则如图所示电流表G的示数为。 [2]根据并联电路电压相等可得 可得电流表G的内阻 （2）[3]对改装电表，流过电阻的电流为 根据并联电路电压相等可得 解得 则改装后的电流表的实际量程为 （3）[4]若把并联的电流表G再改装成量程为的电流表，需要并联电阻 【例3】（2022·辽宁·高考真题）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。 （1）当开关S接A端时，该电流表的量程为 ； （2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 （填“大”或“小”） （3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 （填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。 【答案】 1 大 乙 【解析】（1）[1]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为 此时R1和R2的电流为 所以总电流为 即量程为0~1mA。 （2）[2]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。 （3）[3]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。 【例4】（2021·辽宁·高考真题）某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。 （1）微安表铭牌标示内阻为0.8k，据此计算R1的阻值应为 k。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。 （2）开关闭合前，R2的滑片应移动到 端。 （3）开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是 。（填选项前的字母） A．1、2间断路        B．3、4间断路        C．3、5间短路 （4）排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98，此时需要 （填“增大”或“减小”）R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。 【答案】 2 A 减小 【解析】(1)[1]微安表的内阻，满偏电流，串联后改装为的电压表，所以满足 代入数据解得 (2)[2]开关闭合前，将滑动变阻器的滑片移动到2端，这样测量电路部分的分压为0，便于检测改装后的电表。 (3)[3]开关闭合，调节滑动变阻器，电表示数变化不明显，说明分压电路未起作用，可能是1、2之间断路，整个电路变为限流线路，滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻，所以微安表示数变化不明显；若是3、4间断路，电路断开，微安表无示数，若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。 故选A。 (4)[4]标准电压表的示数为，若改装电压表也为，此时微安表的示数为 但此时微安表示数为，说明的阻值偏大，所以应该减小的阻值。 【变式1】电流表的改装 1．（2025·四川·模拟预测）实验小组将满偏电流为的灵敏电流计G改装为毫安表并校验。可供选择的器材还有： A．电源（电动势1.5V，内阻很小） B．电源（电动势3.0V，内阻很小） C．滑动变阻器（阻值） D．滑动变阻器（阻值） E.电阻箱（阻值） F.开关两只，导线若干 (1)同学们设计了如图a所示电路测量灵敏电流计G的内阻。滑动变阻器应该选择 （选填“”或“”），电源E应该选择 （选填“”或“”）。 (2)断开、，按图a正确连接电路图后，将的阻值调到最大，闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度：保持不变，再闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，则灵敏电流计G的内阻测量值 。 (3)给这个灵敏电流计G并联一个阻值为的电阻，把它改装为一个毫安表，则该毫安表的量程为 。 (4)若考虑测量灵敏电流计G内阻的系统误差，根据如图b所示电路对改装得到的毫安表进行校验时，标准毫安表的读数一定 （选填“大于”“小于”或“等于”）改装表的读数。 【答案】(1) (2)495.0 (3)5 (4)大于 【解析】（1）[1][2]本实验采用的是半偏法测电阻，实验中认为干路电流近似不变，实验时闭合，电阻箱接入电路后，干路电流会发生变化，为使干路电流变化较小，应使干路中滑动变阻器接入电路的阻值尽量大，应使电流表能够满偏，毫安表A的满偏电流为，则此时电路中总电压为V，V 故滑动变阻器应选用最大阻值为的，若电源电压为3V，则电流表超过量程，故电源选择1.5V的。 （2）灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，根据并联电路电流与电阻关系可知，灵敏电流计G的内阻测量值。 （3）根据电流表改装原理可知 （4）闭合，电阻箱接入电路后，电路的总电阻变小，干路电流稍微变大，即干路电流大于，而流过灵敏电流计的电流为，则流过电阻箱的电流大于，即流过电阻箱的电流实际上大于流过灵敏电流计的电流，根据并联电路的特点，可知灵敏电流计的内阻测量值偏小，结合电流表改装原理可知改装表量程大于5mA，在校验时，标准毫安表的读数一定大于改装表的读数。 【变式2】 电压表的改装 2．（24-25高三上·重庆·阶段练习）小明同学要把一个电流计（满偏电流为1 mA，内阻未知）改装成一个量程为6 V的电压表。为此，他设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中R1为总阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后，小明同学进行了如下实验操作： ①开关闭合之前将R1、R2调到最大值； ②只闭合开关S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig； ③保持R1不变，再闭合S2，调节电阻箱R2的值，使电流计读数等于，同时记录下此时电阻箱的读数为60 Ω。 (1)根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为 Ω； (2)小明同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为6 V的电压表，需要串联一个R = Ω的电阻； (3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压表示数如图乙所示时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为 V（保留两位有效数字），改装电表的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）； (4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k = 。 【答案】(1)120 (2)5880 (3) 6.4 偏小 (4) 【解析】（1）根据并联电路规律有 求得 （2）根据串联电路规律有 求得 （3）[1][2]由图乙和图丙可知，电流表指针指在表盘中央时对应的实际电压为3.2 V，故改装后的电压表量程为 改装后的电压表的量程偏大，是因为所串联的电阻偏大，而所串联的电阻为 所以，造成改装后的电压表的量程偏大的原因是，电流计内阻测量值比真实值偏小。 （4）根据串联电路规律有 联立求得 【变式3】多功能电表的改装 3．（2025·山东日照·一模）欧姆表是用电流表改装而成的电学仪器。某欧姆表内部电路（部分）如图甲所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。 改装所用器材如下： A．电池（电动势，内阻）； B．电流表G（满偏电流，内阻）； C．定值电阻（阻值为2Ω）； D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 (1)表笔A是 （填“红”或“黑”）表笔。 (2)虚线框内是改装电流表的电路图，已知，当使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，那么定值电阻 。 (3)当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 (4)该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为4.35V，内阻变大为3.6Ω，欧姆表仍可调零。某次开关接到“×10”，规范操作后测得一电阻的读数如图乙所示，则该电阻实际的阻值为 。 【答案】(1)红 (2)9 (3)b (4)145 【解析】（1）电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图甲可知，表笔A是红表笔。 （2）使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，则 解得 （3）由（2）可知，当S接a时，对应电流表量程是0～0.3A，则欧姆表内阻为 当S接b时，设满偏电流为，根据并联电路分流特点有 解得 则欧姆表内阻为 欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，即 所以当开关S拨向b，欧姆表的倍率是“×10”。 （4）某次开关接到“×10”倍率时，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表调零后，欧姆表内阻为 如图乙所示，指针指示表盘的中央，被测电阻的阻值等于欧姆表的内阻，则该电阻实际的阻值为。 【变式4】电流表的校准 4．（2025·福建莆田·二模）某同学将一量程为30mA、内阻为50Ω的毫安表改装成量程为0.6A的电流表并进行校准。经计算后将一阻值为R1的电阻与该毫安表进行连接改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表对改装后的电流表进行校准，设计电路如图所示。 (1)完成电路图中虚线框内的电路连接； (2)开关S闭合前，R2的滑片应移动到 端（填“a”或“b”）； (3)闭合开关S，调节R2的滑片位置，当标准电流表的示数为0.40A时，毫安表的示数为25.0mA。产生此误差的原因是R1 （填“偏小”或“偏大”）； (4)要达到实验的预期目的，只需要将阻值为R1的电阻换为一个阻值为kR1的电阻即可，其中k= 。 【答案】(1) (2)a (3)偏大 (4) 【解析】（1）要将表头改装成电流表，需要表头与定值电阻并联，所以虚线框内的电路图如图所示 （2）滑动电阻器做分压使用时，在闭合电建S之前，为了安全 ，分出的的电压应从从0开始，R2的滑片应移动到a端 （3）闭合开关S，调节R2的滑片位置，当标准电流表的示数为0.40A时，毫安表的示数为25.0mA，说明流过表头的电流偏大，电阻R1上的电流偏小，产生这样的原因是偏大造成的。 （4）设毫安表内阻为，由并联电路的特点得， 解得 【变式5】电压表的校准 5．（2024·安徽合肥·三模）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) 910 2000 (2)50 (3)大于 【解析】（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。 【变式6】电流表的修复 6．（2025·广东珠海·一模）某科技小组欲修复一个量程为的电流表，操作过程如下： (1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示，其中为电流表负接线柱，、为其余两个接线柱，请根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整 。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 。（选填“”或“”） (2)取出表头，发现表头完好无损，用标准电表测出表头满偏电流为。接着测量表头的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（选填“”或“”），先闭合开关，调节滑动变阻器使表头指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值使表头指针半偏，此时电阻箱的示数为，则表头的内阻为 ，表头的内阻测量值 真实值。（选填“大于”“等于”或“小于”） (3)经检测除损坏外，其余元件均完好，已知，，请根据电流表的量程，推算需用 电阻替换。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) /10 小于 (3)0.10 【解析】（1）[1]根据实物连接图，电路图补充如下： [2]改装大量程电流表需要并联小电阻，接接线柱并联的电阻小，所以量程大，选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是。 （2）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路中阻值最大，滑片应移到端。 [2]根据电阻测量的半偏法思想，表头的内阻等于电阻箱接入电路的阻值，所以表头的内阻为。 [3]测量表头G的内阻时，闭合开关之后，电路总电阻减小，干路电流会略大于，则通过电阻箱的电流大于，由并联电路分流特点，则测量表头G的内阻比实际值偏小。 （3）根据串并联电路规律有 代入数据解得 所以需要用0.10电阻替换。 【变式7】电压表的修复 7．（2024·贵州贵阳·模拟预测）一个有两个量程的电压表已损坏，电流表G的满偏电流，内阻未知，其电路如图甲所示。某同学对该电压表进行修复并校准的过程如下： （1）拆开电压表，经检测，R1损坏，表头和R2完好； （2）用如图乙所示的电路测量表头的内阻，图乙中电源的电动势4V。闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应移到 （填“a端”或“b端”），先闭合S1，调节滑动变阻器R，使表头的指针偏转到满刻度；再闭合开关S2，保持R不变，仅调节电阻箱阻值，使表头指针偏转到满刻度的，读出此时的阻值为200Ω，则表头的内阻的测量值为 Ω； （3）根据题给条件和（2）所测数据，请你推算电阻R1损坏之前的阻值应为 Ω，选取相应的电阻替换R1，重新安装好电表； （4）用标准电压表对修复后的电压表的“0~3V”量程进行校对，请在答题纸上把如图丙所示的实物电路补充完整 ； （5）校准时发现，修复后的电压表的读数比标准电压表的读数偏小，该同学认为造成这一结果的原因是，由于步骤（2）测量表头的内阻存在一定的误差，表头内阻的真实值 （填“大于”或“小于”）测量值。 【答案】 b 100 9900 大于 【解析】【小题1】[1]闭合开关前，为了保护电路，电路阻值应调大最大，故滑动变阻器R的滑片应移到b端； [2]题意知闭合S2前，干路电流为，闭合S2后，干路电流不变，电流表和电阻箱并联，电压相同，题意可知电流表示数为，故流过电阻箱的电流为，设电流表内阻为，则由并联特点有 代入数据得 [3]题意知电流表与R1串联构成了量程为3V的电压表，故 解得 [4]校准改装好的电压表需要标准电压表与其并联，故图如下 [5]由于步骤（2）中闭合S2时认为干路电流不变，实际并联后的电路总电阻减小，总电流增大，此时干路电流大于，故流过的电流大于，故表头内阻的真实值大于测量值。 1．（2024·河南·模拟预测）某同学将一个内阻，满偏电流的电流表改装成量程为0~3V的电压表，需要 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。现利用该电压表测量电压，指针如图所示，则其示数为 V。 【答案】 串联 2.30 【解析】[1][2]电流表改装成电压表，将电流表两端电压增大，需增大电阻，需要串联电阻 [3]由电压表读数规则，知图中电压表示数为2.30V。 2．（24-25高三上·甘肃兰州·期中）某同学用毫安表改装了一个双量程电压表，其内部电路图如图甲所示。 (1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为5mA，R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电压表的量程为15V；若使用a和c两个接线柱，电压表的量程为3V。由题给条件和数据，可以求出R1= Ω、R2= Ω。 (2)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用如图乙所示的电路可以判断出损坏的电阻。图乙中的R'为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路，则图乙中的d点应和接线柱 （填“b”或“c”）相连，并说明判断依据： 。 【答案】(1) 500 2400 (2) c 若电流表没有示数，则说明R1损坏，若电流表有示数，则说明R2损坏。 【解析】（1）[1][2]若使用a和b两个接线柱，电压表的量程为15V，则 若使用a和c两个接线柱，电压表的量程为3V，则 解得 R1=500Ω R2=2400Ω （2）[1][2]因为只有一个损坏，所以验证R1是否损坏即可，所以d点应和接线柱c相连，若电流表没有示数，则说明R1损坏，若电流表有示数，则说明R2损坏。 3．（24-25高二上·湖北·阶段练习）某兴趣小组为了测量量程为5mA毫安表的内阻，设计了如图甲所示的电路。 （1）在检查电路连接正确后，实验时， 操作步骤如下：先将滑动变阻器R的滑片P移到最右端，调整电阻箱R0的阻值为零，闭合开关S，再将滑片P缓慢左移，使毫安表上电流满偏；保持滑片P不动，调整R0的阻值，使毫安表上读数为2mA，记下此时R0的电阻为300.0Ω。 （2）则该毫安表的内阻的测量值为 ，该测量值 实际值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （3）现将某定值电阻R₁与该毫安表连接，将该毫安表改装为一个量程为30mA的电流表，并用标准电流表进行检测，如图乙所示。 ①需要接入的定值电阻R1的阻值为 Ω； ②在乙图中虚线框内补全改装电路图 ；     ③当标准电流表的示数为12mA时，流经毫安表中的电流示数可能为 。 A．1.9mA         B．2mA             C．2.1mA 【答案】 200 大于 C 【解析】[1]根据 解得 [2]当的阻值从0开始增大时，电路中的总电阻在增大，干路电流会减小，所以毫安表和电阻箱实际分去的电压会增大，大于，根据 可得 可知毫安表内阻的测量值要大于实际值。 [3]根据 解得 [4]如图所示 [5]由[2]分析可知，的测量值偏大，实际值比小，因此分流能力强，电流大于 其中 故选C。 4．（2024·湖南衡阳·三模）某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。 (1)为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下： ①把滑动变阻器的滑动触头滑到 端（填“a”或“b”）； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V； ③将电阻箱阻值调到，微调滑动变阻器滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻 Ω，表头G的量程 mA。 (2)电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该 联 Ω的电阻。 (3)实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为 mA，电压表的相对误差为 （，本问结果可用分数表示）。 【答案】(1) a 10 30 (2) 串 90 (3) 29.0 【解析】（1）实验开始时，测量电路上的电压应为0，因此滑动变阻器调到a端；实验时，要保证测量电路上电压不变。根据题意 解得 ， （2）根据电压表的改装原理有 电流表G改装成一个量程为3V的电压表时应该串联的阻值为 （3）电流表的读数为29.0，改装后的电压表读数为 相对误差为 5．（2024·江西抚州·模拟预测）某同学把量程为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)测量电压表的内阻时，采用图甲所示的测量电路，将的滑片移至最左端，闭合开关、，滑动的滑片，使电压表的指针指在处；断开，调节电阻箱，使电压表的指针指在处，此时电阻箱的示数如乙图所示，由此测得电压表的内阻 Ω（结果保留1位小数）； (2)将该电压表改装成量程为5V的电压表，需 （选填“串”或“并”）联一个阻值为 Ω的电阻（结果保留1位小数）； (3)用丙图所示电路对改装电压表进行校对，由于电压表内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为5V时，改装电压表指针指在。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，的阻值应调至 Ω（结果保留1位小数）； 【答案】(1)580.0 (2) 串 5220.0 (3)4989.0 【解析】（1）此时电阻箱R2的示数如乙图所示为580.0，由欧姆定律可得 可得电压表的内阻 RV=580.0 （2）[1][2]由欧姆定律可得 可得 R0=5220.0 即要串联一个分压电阻R0，阻值为5220.0。 （3）当电压表示数为0.48V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4989.0。 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$