2026届高考物理一轮复习讲义：第39讲 多用电表的使用和电表的改装

第39讲 多用电表的使用和电表的改装 【知识归纳】 知识点1 多用电表的功能和使用方法 多用电表 电路结构 使用方法 1：大量程电流表 2：小量程电流表 3、4：欧姆表 5：小量程电压表 6：大量程电压表 测电压 多用电表与被测电路并联，电流从红表笔流入，黑表笔流出，即使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表。根据挡位所指的量程及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。 测电流 多用电表与被测电路串联，电流从红表笔流入，黑表笔流出，即使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表。根据挡位所指的量程及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。 测电阻 1、①选择倍率挡（指针尽量在中间）。②欧姆调零（短接、满偏）。③测量（将红、黑表笔与待测电阻两端接触）。④测量结束将选择开关旋转至“OFF”挡或交流电压最高挡。 3、指针半偏时， 知识点2 电表改装 表头G：内阻为，满偏电流 改装类型 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路 改装原理 给表头串联一个大电大电阻，即分压电阻（串联分压） 给表头并联一个小电阻，即分流电阻（并联分流） 所需电阻 阻值 R＝－Rg R＝ 改装电表量程 U＝Ig（Rg＋R） I＝Ig 校准电路 校准方法 调节滑动变阻器，记录改装表与标准表的电流和，计算满偏表的百分误差 调节滑动变阻器，记录改装表与标准表的电流和，计算满偏表的百分误差 【基础过关训练】 1．（单选）在使用万用表欧姆挡测电阻时，下面叙述的规则不必要或不确切的是（　　） A．测每个电阻前，都必须调零 B．测量中两手不要与两表笔金属触针接触 C．被测电阻要和其它元件及电源断开 D．测量完毕后选择开关应置于非欧姆挡 2．（多选）图是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，变阻箱R接入电路的阻值为R0，下列说法正确的是（    ） A．甲表是电流表 B．甲表改装后的量程为 C．乙表是电流表 D．乙表改装后的量程为 3．（多选）在电学实验中，改装后的电表测量值略微偏大，为校准电表，下列措施可行的是（　　） A．将一个阻值较小的电阻与电阻串联 B．将一个阻值较小的电阻与电阻并联 C．将一个阻值较大的电阻与电阻串联 D．将一个阻值较大的电阻与电阻并联 4．小量程电流表G（表头）的三个参量 内阻Rg： 的电阻； 满偏电流Ig：指针偏转到 时，流过表头的电流； 满偏电压Ug：表头通过 时，加在表头两端的电压，Ug= 。 5．电表改装原理 （1）电压表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图所示。 （2）电流表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图所示。 6．有一只黑匣子，引出二对接线柱，，，已知二对接线柱分别接有二种电子元件：电阻和二极管。请简述用指针式万用表判别两种元件的方法 。 7．万用表一般具有多种测量功能，其主要功能是 、 、 等。 8．某同学要将小量程的直流电压表表头VA改装成量程为3V的电压表。表头VA内阻未知，该同学先测量表头VA的内阻，然后将表头进行改装。可使用的器材如下：电源，滑动变阻器，定值电阻（阻值为R0），标准电压表VB。具体实验步骤如下： 甲方案： ①按图a连接电路； ②闭合开关S1、S2，移动滑片P至某位置，读出VA的示数为U1； ③保持滑片P位置不变，断开S2，读出VA的示数为U2； ④求出电压表表头VA的内阻r。 乙方案： ①按图b连接电路； ②闭合开关S1，逐步移动滑片P，记录多组VA和VB的示数； ③根据VA和VB的示数作出UB-UA图像（如图c所示）； ④求出电压表表头VA的内阻r′。 （1）甲、乙方案的步骤②中，闭合开关S1前滑片P应调至 端。（选填“左”或“右”） （2）甲方案中，由示数U1、U2和电阻R0，可求得r= 。 （3）乙方案中，UB-UA的图像是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率为k。由此可求得电压表表头VA的内阻r′= 。 （4）比较甲、乙两方案，可知r r′。（选填“<”、“>”或“=”） （5）将小表头改装后，与标准电压表并联，测量某电路两端的电压。改装表读数2.40V，而标准电表读数2.50V，此时改装表的相对误差为 %。（结果保留两位有效数字） 【能力提升训练】 1．某学习小组准备利用以下器材较准确地测量某干电池的电动势和内阻 A．相同毫安表2个：量程，内阻约为 B．电阻箱2个：规格 C．滑动变阻器1个：， D．导线若干，单刀双掷开关1个，单刀单掷开关1个 E.被测干电池1节 （一）测毫安表内阻：为能准确测量干电池的电动势和内电阻，他们决定先使用如图甲所示电路测毫安表内阻 （1）按图连接好电路，开关处于断开状态； （2）将滑片滑至最 （填“左”、“右”）端，调至最大值； （3）将开关接至1，适当调节滑片的位置，使毫安表读数为某合适的值； （4）将开关接至2，保持不变，调节的接入值，使毫安表读数仍为； （5）读出电阻箱的接入值为，则毫安表的内阻为 。 （二）改装电表：由于没有提供电压表和合适的电流表，需要根据现有器材进行改装。 （1）将一电阻箱阻值调节为 并与毫安表并联，将其改装成量程为0.5A的电流表； （2）将另一电阻箱阻值调节为 并与毫安表串联，将其改装成量程为2V的电压表； （三）测干电池的电动势和内电阻：将改装好的电压表和电流表按图乙方式连接，调节滑动变阻器以测量多组、数据，并利用部分数据做出如图丙的线，则电源电动势为 ，内电阻为 （保留2位小数） 2．某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）；滑动变阻器（0~1kΩ）；滑动变阻器（0~10kΩ）；电阻箱（0~9999.9Ω）；电源（电源电压约为1.5V）；电源（电源电压约为9V）；开关、导线若干。具体实验步骤如下： ①按电路原理图a连接电路； ②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏； ③闭合，保持滑动变阻器阻值不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置； ④记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为减小实验误差，实验中电源应选用 （选填“”或“”），滑动变阻器应选用 （选填“”或“”）； （2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值 Ω，与毫安表内阻的真实值相比， （选填“>”“=”或“<”）； （3）若按照第（2）问测算的，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电流表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。 3．用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，有如图甲、乙所示的两种电路，测得多组数据，把它们标在丙图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。 （1）由丙图的图像可知，电源的电动势 V，内电阻 。（结果均保留两位有效数字） （2）如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像，所得的电源电动势E的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （3）如果做实验时，实验室没有合适量程的电表，需要进行改装，以下电表改装正确的是___________。 A．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表 B．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表 C．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表 D．将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表 4．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） 5．某学校物理兴趣小组的同学把量程为100mV（内阻未知）的毫伏表V改装成量程为3V的电压表。兴华同学先测量出毫伏表V的内阻，然后对电表进行改装。若该同学利用“半偏法”原理测量毫伏表V的内阻，实验中可供选择的器材有： A．滑动变阻器（0～200Ω）    B．滑动变阻器（0～60kΩ） C．滑动变阻器（0～30kΩ）    D．电阻箱（0～999.9Ω） E．电源（电动势为3V）    F．电源（电动势为9V） G．电源（电动势为30V）    H．开关、导线若干 具体实验步骤如下： a．按如图所示的电路图连接好线路； b．将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关后调节的阻值，使毫伏表V的指针满偏； c．闭合开关，保持不变，调节的阻值，使毫伏表V的示数为50mV，此时的示数为198Ω。 回答下列问题： （1）为减小实验误差，实验中电源应选 ，滑动变阻器应选 （此两空均填仪器前选项序号）。由实验操作步骤可知，毫伏表V内阻的测量值 Ω，与其内阻的真实值相比 （填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （2）若步骤c中，闭合开关，保持不变，调节的阻值，使毫伏表V的示数为25mV，此时的示数为，则毫伏表V内阻的测量值 （用表示）。 （3）若按照（1）中测算的，将上述毫伏表V改装成量程为3V的电压表，需要 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。 6．某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为5Ω） B．电流表A2（量程0~10mA，内阻为60Ω） C．定值电阻R1（阻值为120Ω） D．定值电阻R2（阻值为5Ω） E.滑动变阻器R3（0~20Ω） F.滑动变阻器R4（0~2000Ω） G.待测于电池、开关、导线若干 （1）实验采用如图（a）所示的电路，器材中缺少电压表，可以将电流表 改装（填“A1”或“A2”），串联定值电阻 （填“R1”或“R2”），改装成量程为0~ V的电压表； （2）滑动变阻器应该选用 （填“R3”或“R4”）； （3）利用改装后的电表做实验，并对表盘重新刻画，根据测量所得数据，描点作图，得到U-I关系图线如图（b）所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留2位小数） 7．电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某同学为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为L，如图甲所示。      （1）该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用 （选填“”或“”）挡，换挡后，欧姆表示数如图所示，对应的读数是 （保留两位有效数字）。 （2）接下来该同学用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材： A．电源：电动势约为，内阻不计； B．电压表：量程，内阻约； C．电压表：量程，内阻约； D．电流表：量程，内阻约； E．电流表：量程，内阻约； F．滑动变阻器，总阻值约； G．滑动变阻器：总阻值约100； ①图丙中已画出部分电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号。（如、、、） ②测出水样的电阻后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还测量出管的内径D，可求出样品的电导率 （用题目所给和测得的物理量表示）。 8．在“探究变压器电压与匝数的关系”实验中，某同学利用可拆变压器（如图所示）进行探究。 （1）以下给出的器材中，本实验还需要用到的是 ；（填字母代号） A．干电池                 B．学生电源 C．直流电压表             D．万用表 （2）本实验中需要运用的科学方法是 。（填字母代号） A．控制变量法            B．等效替代法           C．科学推理法 （3）已知该变压器两组线圈的匝数分别为、，有关测量数据见下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （填“na”或“nb”）。 实验次数 1 2 3 4 9．Ⅰ.用万用表粗略测量某金属丝的电阻，如图所示，则金属丝阻值为 Ω. Ⅱ.为了测量该金属丝的电阻率，需要进行以下测量． （1）用螺旋测微器测得导线的直径如甲图所示，其读数是d为 mm. （2）采用伏安法精确测定该金属丝的电阻，其电路图如图乙所示．要求电压、电流测量范围尽可能大一些，下列器材中电流表应选用的是（填仪器代号，下同） ，电压表应选用的是 ，滑动变阻器应选用的是 ． A．电池组E（6 V，内阻很小） B．电流表A1（0～3 A，内阻0.0125 Ω） C．电流表A2（0～0.6 A，内阻0.125 Ω）   D．电压表V1（0～3 V，内阻3 kΩ） E．电压表V2（0～6 V，内阻6 kΩ）   F．滑动变阻器R1（0～5 Ω，2 A） G．滑动变阻器R2（0～1000 Ω，1 A）   H．电键、导线 （3）要计算出电阻率的大小，还需测量的物理量（及符号）是 . （4）若用伏安法测得金属丝的电阻为R，用上述实验过程测量出来的物理量推导出该金属丝的电阻率表达式为：ρ＝ 。 10．某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3V，内阻r约为40Ω，若该电池允许输出的最大电流为20mA．为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材： A．待测电池 B．电压表V：量程0~15V，内阻Rv≈15kΩ； C．电流表A：量程0~1mA，内阻RA=38Ω； D．电阻箱R：0-999.9Ω； E.定值电阻R1=2Ω； F.定值电阻R2=19Ω； G.定值电阻R3=72Ω； H.定值电阻R=108Ω I.开关、导线若干． （1）该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R0应选择器材中的 （填写器材前的选项字母） （2）选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整 ，并在电路中注明所选器材的符号： （3）将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关． （4）调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位（A或V）作单位． （5）重复步骤（4）获取多组R和x的值． （6）断开开关，整理器材． （7）据所得数据在－R坐标系中描点连线，如图乙所示． 根据图线可求得该电池的电动势E= V，内阻r= Ω．（结果均保留一位小数） 11．有一种标称电压为9V的方形“叠层电池”，如图甲所示，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组设计了如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为1.0mA，内阻RA1=500Ω ②电流表，量程为0.6A，内阻约为 ③滑动变阻器R，最大值为100Ω ④电阻箱R0，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为10V的电压表，则电阻箱R0应调至 。 （2）该实验小组按照图乙的电路图进行实验，设电池的电动势为E，内阻为r，电流表的读数为，电流表的读数为，则与的关系式为 （用题目所给的符号表示）。 （3）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为 V，电源内阻 。（结果均保留一位小数） （4）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则三只灯泡一共消耗的功率为 W（结果保留两位小数） 12．为测量水果电池的电动势和内阻，某同学用到如下实验器材：待测水果电池、电阻箱、数字式万用表（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验操作步骤如下： ①按图甲连接电路，多用电表调到“直流电压挡”； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，记录电阻箱的阻值R和多用电表的示数U，再断开开关； ③调节电阻箱的阻值，重复步骤②； ④根据所记录数据，描点作出图像，如图乙中直线b所示。 完成下列问题： （1）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与关系表达式为 （用E、r和R表示）； （2）不考虑多用电表内阻对电路的影响，由图乙中直线b可计算出，该水果电池的电动势 ，内阻 ；（结果均保留2位有效数字） （3）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的 （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第39讲 多用电表的使用和电表的改装 【知识归纳】 知识点1 多用电表的功能和使用方法 多用电表 电路结构 使用方法 1：大量程电流表 2：小量程电流表 3、4：欧姆表 5：小量程电压表 6：大量程电压表 测电压 多用电表与被测电路并联，电流从红表笔流入，黑表笔流出，即使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表。根据挡位所指的量程及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。 测电流 多用电表与被测电路串联，电流从红表笔流入，黑表笔流出，即使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表。根据挡位所指的量程及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。 测电阻 1、①选择倍率挡（指针尽量在中间）。②欧姆调零（短接、满偏）。③测量（将红、黑表笔与待测电阻两端接触）。④测量结束将选择开关旋转至“OFF”挡或交流电压最高挡。 3、指针半偏时， 知识点2 电表改装 表头G：内阻为，满偏电流 改装类型 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路 改装原理 给表头串联一个大电大电阻，即分压电阻（串联分压） 给表头并联一个小电阻，即分流电阻（并联分流） 所需电阻 阻值 R＝－Rg R＝ 改装电表量程 U＝Ig（Rg＋R） I＝Ig 校准电路 校准方法 调节滑动变阻器，记录改装表与标准表的电流和，计算满偏表的百分误差 调节滑动变阻器，记录改装表与标准表的电流和，计算满偏表的百分误差 【基础过关训练】 1．（单选）在使用万用表欧姆挡测电阻时，下面叙述的规则不必要或不确切的是（　　） A．测每个电阻前，都必须调零 B．测量中两手不要与两表笔金属触针接触 C．被测电阻要和其它元件及电源断开 D．测量完毕后选择开关应置于非欧姆挡 答案：A 【详解】A．用多用电表欧姆挡测电阻，测量前必须调零，而且每次换挡后必须电阻调零，但不换挡测电阻不用重新调零，故A错误； B．手接触表笔会使读数不准确，所以测量中两手不要与两表笔金属触针接触，故B正确； C．因测电阻时欧姆表内部电源接通，所以待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量，故C正确； D．使用完毕后应将表笔拔出，并把选择开关旋到交流电压最高挡或“OFF”位置，故D正确； 本题选择不必要的或不确切的，故选A。 2．（多选）图是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，变阻箱R接入电路的阻值为R0，下列说法正确的是（    ） A．甲表是电流表 B．甲表改装后的量程为 C．乙表是电流表 D．乙表改装后的量程为 答案：AB 【详解】AB．将小量程电流表改装成大量程电流表，需要并联一电阻R分流，改装后的量程为 故AB正确； CD．将小量程电流表改装成电压表，需要串联一电阻R分流，改装后的量程为 故CD错误。 故选AB。 3．（多选）在电学实验中，改装后的电表测量值略微偏大，为校准电表，下列措施可行的是（　　） A．将一个阻值较小的电阻与电阻串联 B．将一个阻值较小的电阻与电阻并联 C．将一个阻值较大的电阻与电阻串联 D．将一个阻值较大的电阻与电阻并联 答案：AD 【详解】AB．左图所示，R1与电表串联，电表改装为了大量程的电压表。改装后测量值略偏大，即电表示数偏大，即通过的电流偏大，因此为了减小电流，需要增大串联的电阻，即一个阻值较小的电阻与串联，故A正确，B错误； CD．右图所示，R2与电表并联，电表改装为了大量程的电流表。改装后测量值略偏大，即电流表示数偏大，通过的电流偏大，因此为了减小电流计的电流，需要一个阻值较大的电阻与R2并联，故D正确，C错误。 故选AD。 4．小量程电流表G（表头）的三个参量 内阻Rg： 的电阻； 满偏电流Ig：指针偏转到 时，流过表头的电流； 满偏电压Ug：表头通过 时，加在表头两端的电压，Ug= 。 答案：表头 最大刻度 满偏电流 RgIg/IgRg 【解析】内阻Rg：表头的电阻；满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时，流过表头的电流；满偏电压Ug：表头通过满偏电流时，加在表头两端的电压 Ug= IgRg 5．电表改装原理 （1）电压表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图所示。 （2）电流表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图所示。 答案：（1）串联 大 （2）并联 小 【详解】（1）电压表改装：将表头串联一个较大电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图所示。 （2）电流表改装：将表头并联一个较小电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图所示。 6．有一只黑匣子，引出二对接线柱，，，已知二对接线柱分别接有二种电子元件：电阻和二极管。请简述用指针式万用表判别两种元件的方法 。 答案：见解析 【详解】用万用表分别连接一个电子原件两端，如果指针偏转一个很小，一个很大就是二极管，偏转一样的就是电阻。 7．万用表一般具有多种测量功能，其主要功能是 、 、 等。 答案：测量电阻 测量电压 测量电流 【详解】万用表根据选用不同的挡位，可以用于不同的功能，主要可以用于电压、电流以及电阻的测量。 8．某同学要将小量程的直流电压表表头VA改装成量程为3V的电压表。表头VA内阻未知，该同学先测量表头VA的内阻，然后将表头进行改装。可使用的器材如下：电源，滑动变阻器，定值电阻（阻值为R0），标准电压表VB。具体实验步骤如下： 甲方案： ①按图a连接电路； ②闭合开关S1、S2，移动滑片P至某位置，读出VA的示数为U1； ③保持滑片P位置不变，断开S2，读出VA的示数为U2； ④求出电压表表头VA的内阻r。 乙方案： ①按图b连接电路； ②闭合开关S1，逐步移动滑片P，记录多组VA和VB的示数； ③根据VA和VB的示数作出UB-UA图像（如图c所示）； ④求出电压表表头VA的内阻r′。 （1）甲、乙方案的步骤②中，闭合开关S1前滑片P应调至 端。（选填“左”或“右”） （2）甲方案中，由示数U1、U2和电阻R0，可求得r= 。 （3）乙方案中，UB-UA的图像是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率为k。由此可求得电压表表头VA的内阻r′= 。 （4）比较甲、乙两方案，可知r r′。（选填“<”、“>”或“=”） （5）将小表头改装后，与标准电压表并联，测量某电路两端的电压。改装表读数2.40V，而标准电表读数2.50V，此时改装表的相对误差为 %。（结果保留两位有效数字） 答案： （1）左 （2） （3） （4）> （5）4.0 【详解】（1）甲、乙方案的步骤②中，闭合开关S1前滑片P应调至最左端，保证流过待测电路的电流为0。 （2）根据题意有 解得 （3）根据题意有 所以 则 所以 （4）甲方案中，由于存在系统误差，即当S2断开时，VA和R0两端实际电压大于U1，从而导致电压表内阻的测量值偏大，而方案乙不存在系统误差，测量值等于真实值，所以 （5）改装表的相对误差为 【能力提升训练】 1．某学习小组准备利用以下器材较准确地测量某干电池的电动势和内阻 A．相同毫安表2个：量程，内阻约为 B．电阻箱2个：规格 C．滑动变阻器1个：， D．导线若干，单刀双掷开关1个，单刀单掷开关1个 E.被测干电池1节 （一）测毫安表内阻：为能准确测量干电池的电动势和内电阻，他们决定先使用如图甲所示电路测毫安表内阻 （1）按图连接好电路，开关处于断开状态； （2）将滑片滑至最 （填“左”、“右”）端，调至最大值； （3）将开关接至1，适当调节滑片的位置，使毫安表读数为某合适的值； （4）将开关接至2，保持不变，调节的接入值，使毫安表读数仍为； （5）读出电阻箱的接入值为，则毫安表的内阻为 。 （二）改装电表：由于没有提供电压表和合适的电流表，需要根据现有器材进行改装。 （1）将一电阻箱阻值调节为 并与毫安表并联，将其改装成量程为0.5A的电流表； （2）将另一电阻箱阻值调节为 并与毫安表串联，将其改装成量程为2V的电压表； （三）测干电池的电动势和内电阻：将改装好的电压表和电流表按图乙方式连接，调节滑动变阻器以测量多组、数据，并利用部分数据做出如图丙的线，则电源电动势为 ，内电阻为 （保留2位小数） 答案：（一）（2）左 （5）4.0 （一）（1）1.0 （2）16.0 （三）1.48（1.47~ 1.49） 2.40（2.20~2.50） 【详解】（一） （2）为了保护电路，闭合开关前，将滑片滑至最左端，接入电路电阻最大。 （5）将开关接至1，适当调节滑片的位置，使毫安表读数为某合适的值；将开关接至2，保持不变，调节的接入值，使毫安表读数仍为。根据闭合电路欧姆定律可知，毫安表的内阻等于电阻箱的示数，即4.0。 （二） （1）根据电流表改装原理 解得 （2）根据电压表改装原理 解得 （三）改装的电流表内阻为 根据闭合电路欧姆定律 整理得 所以电动势 图像斜率 解得 2．某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）；滑动变阻器（0~1kΩ）；滑动变阻器（0~10kΩ）；电阻箱（0~9999.9Ω）；电源（电源电压约为1.5V）；电源（电源电压约为9V）；开关、导线若干。具体实验步骤如下： ①按电路原理图a连接电路； ②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏； ③闭合，保持滑动变阻器阻值不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置； ④记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为减小实验误差，实验中电源应选用 （选填“”或“”），滑动变阻器应选用 （选填“”或“”）； （2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值 Ω，与毫安表内阻的真实值相比， （选填“>”“=”或“<”）； （3）若按照第（2）问测算的，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电流表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。 答案：（1） （2）180 < （3） 【详解】（1）根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表示数的2倍，会产生误差；为了使得闭合后电路总电阻变化量相对较小，则滑动变阻器应采用阻值较大的，这样的话要想能使毫安表G调节到满偏，则所用电源电压应该较大，即采用。 （2）根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的电阻箱阻值为90.0Ω，因认为通过电阻箱的电流等于通过毫安表G电流的2倍，则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍，即毫安表G内阻的测量值 但实际上通过电阻箱的电流会大于毫安表示数的2倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即测量值与毫安表内阻的真实值相比 （3）当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的示数为15.0mA，则当改装表满偏时，对应的真实电流为32.0mA，即把毫安表G改装成32mA的电流表时 把毫安表G改装成30mA的电流表时 所以 3．用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，有如图甲、乙所示的两种电路，测得多组数据，把它们标在丙图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。 （1）由丙图的图像可知，电源的电动势 V，内电阻 。（结果均保留两位有效数字） （2）如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像，所得的电源电动势E的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （3）如果做实验时，实验室没有合适量程的电表，需要进行改装，以下电表改装正确的是___________。 A．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表 B．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表 C．将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表 D．将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表 答案：（1）1.5 1.0 （2）小于 （3）A 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律 整理得 图像的纵截距表示电源的电动势，为 图像斜率的绝对值表示电源内阻，为 （2）若采用（乙）图所示的电路进行测量并作出图像，由于电压表分流的缘故，当电流表示数为零时，实际通过电源的电流并不为零，所以电源的内电压不为零，从而导致所作图像的纵截距偏小，所得的电源电动势E的测量值小于真实值。 （3）AC．将电流表改装成电压表，需串联电阻，根据电压表改装原理可得 则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表，故A正确，C错误； B．根据电流表改装原理 则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表，故B错误； D．根据电压表改装原理 则将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为15V的电压表，故D错误。故选A。 4．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 【详解】（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 5．某学校物理兴趣小组的同学把量程为100mV（内阻未知）的毫伏表V改装成量程为3V的电压表。兴华同学先测量出毫伏表V的内阻，然后对电表进行改装。若该同学利用“半偏法”原理测量毫伏表V的内阻，实验中可供选择的器材有： A．滑动变阻器（0～200Ω）    B．滑动变阻器（0～60kΩ） C．滑动变阻器（0～30kΩ）    D．电阻箱（0～999.9Ω） E．电源（电动势为3V）    F．电源（电动势为9V） G．电源（电动势为30V）    H．开关、导线若干 具体实验步骤如下： a．按如图所示的电路图连接好线路； b．将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关后调节的阻值，使毫伏表V的指针满偏； c．闭合开关，保持不变，调节的阻值，使毫伏表V的示数为50mV，此时的示数为198Ω。 回答下列问题： （1）为减小实验误差，实验中电源应选 ，滑动变阻器应选 （此两空均填仪器前选项序号）。由实验操作步骤可知，毫伏表V内阻的测量值 Ω，与其内阻的真实值相比 （填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （2）若步骤c中，闭合开关，保持不变，调节的阻值，使毫伏表V的示数为25mV，此时的示数为，则毫伏表V内阻的测量值 （用表示）。 （3）若按照（1）中测算的，将上述毫伏表V改装成量程为3V的电压表，需要 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。 答案：（1）G B 198 偏小 （2） （3）串联 5742 【详解】（1）闭合开关K1后调节R2的阻值，使毫伏表V的指针满偏，闭合开关K2，保持R2不变，调节R1的阻值，使毫伏表V的示数为50mV，即流经毫伏表V的电流变为原来的一半，即总电阻变为原来的一半，则 所以 并联R1后，电路中的总电阻变小，则电路中的电流变大，所以通过R1的电流大于毫伏表V满偏电流的一半，则测量值小于真实值； 毫伏表V的满偏电流为 若滑动变阻器选择，则不计电源内阻时，电源的最大电压为 此时无合适的电源；若滑动变阻器选择，则不计电源内阻时，电源的最大电压为 此时有合适的电源；若滑动变阻器选择，则不计电源内阻时，电源的最大电压为 此时有合适的电源；为使误差较小，则应使得并联R1时对电路的影响较小，即滑动变阻器应接入电路中的电阻尽可能大些，故滑动变阻器应选，即选B；电源应选G。 （2）若步骤c中，闭合开关K2，保持不变，调节的阻值，使毫伏表V的示数为25mV，则毫伏表V中的电流变为 此时，的电流为 根据并联关系 解得 （3）毫伏表V改装成量程为3V的电压表，需要串联一个阻值，根据欧姆定律 代入数据，解得 6．某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为5Ω） B．电流表A2（量程0~10mA，内阻为60Ω） C．定值电阻R1（阻值为120Ω） D．定值电阻R2（阻值为5Ω） E.滑动变阻器R3（0~20Ω） F.滑动变阻器R4（0~2000Ω） G.待测于电池、开关、导线若干 （1）实验采用如图（a）所示的电路，器材中缺少电压表，可以将电流表 改装（填“A1”或“A2”），串联定值电阻 （填“R1”或“R2”），改装成量程为0~ V的电压表； （2）滑动变阻器应该选用 （填“R3”或“R4”）； （3）利用改装后的电表做实验，并对表盘重新刻画，根据测量所得数据，描点作图，得到U-I关系图线如图（b）所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留2位小数） 答案：（1）A2 R1 1.8 （2）R3 （3）1.46 0.92 【详解】（1）电流表A2的内阻已知，可以将电流表A2改装电压表。 根据电压表改装原理 干电池的电动势约为，改装后的电压表量程应大于，应串联定值电阻R1。 电压表的量程为 （2）滑动变阻器采用限流式接法，为了便于调节，滑动变阻器选用R3。 （3）根据闭合电路欧姆定律 可知U-I图线的纵轴截距的大小等于电源电动势 电源的内阻的大小等于图线斜率绝对值的大小，则 7．电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某同学为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为L，如图甲所示。      （1）该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用 （选填“”或“”）挡，换挡后，欧姆表示数如图所示，对应的读数是 （保留两位有效数字）。 （2）接下来该同学用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材： A．电源：电动势约为，内阻不计； B．电压表：量程，内阻约； C．电压表：量程，内阻约； D．电流表：量程，内阻约； E．电流表：量程，内阻约； F．滑动变阻器，总阻值约； G．滑动变阻器：总阻值约100； ①图丙中已画出部分电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号。（如、、、） ②测出水样的电阻后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还测量出管的内径D，可求出样品的电导率 （用题目所给和测得的物理量表示）。 答案：（1）×10k （2）见解析 【详解】（1）该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，说明电阻的阻值较大，该同学应换用×10k挡； 欧姆表的读数是 （2）[3]伏安法测电阻实验需要电源，电源的电动势为，故应选择量程为的电压表V2，通过电阻的最大电流为 故应选择量程为的电流表A2，为方便调节，应选择阻值较小的滑动变阻器。 电路如图所示 根据电阻定律有 其中 样品的电导率 8．在“探究变压器电压与匝数的关系”实验中，某同学利用可拆变压器（如图所示）进行探究。 （1）以下给出的器材中，本实验还需要用到的是 ；（填字母代号） A．干电池                 B．学生电源 C．直流电压表             D．万用表 （2）本实验中需要运用的科学方法是 。（填字母代号） A．控制变量法            B．等效替代法           C．科学推理法 （3）已知该变压器两组线圈的匝数分别为、，有关测量数据见下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （填“na”或“nb”）。 实验次数 1 2 3 4 答案：（1）BD/DB （2）A （3） 【详解】（1）本实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故选BD。 （2）为实验探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，这个过程采用的科学探究方法是控制变量法，故BC错误，A正确。故选A。 （3）理想变压器由 但是因为实际中线圈漏磁，所以副线圈的测量电压应该小于理论变压值，结合表中数据可知为输入端，即连接电源。 9．Ⅰ.用万用表粗略测量某金属丝的电阻，如图所示，则金属丝阻值为 Ω. Ⅱ.为了测量该金属丝的电阻率，需要进行以下测量． （1）用螺旋测微器测得导线的直径如甲图所示，其读数是d为 mm. （2）采用伏安法精确测定该金属丝的电阻，其电路图如图乙所示．要求电压、电流测量范围尽可能大一些，下列器材中电流表应选用的是（填仪器代号，下同） ，电压表应选用的是 ，滑动变阻器应选用的是 ． A．电池组E（6 V，内阻很小） B．电流表A1（0～3 A，内阻0.0125 Ω） C．电流表A2（0～0.6 A，内阻0.125 Ω）   D．电压表V1（0～3 V，内阻3 kΩ） E．电压表V2（0～6 V，内阻6 kΩ）   F．滑动变阻器R1（0～5 Ω，2 A） G．滑动变阻器R2（0～1000 Ω，1 A）   H．电键、导线 （3）要计算出电阻率的大小，还需测量的物理量（及符号）是 . （4）若用伏安法测得金属丝的电阻为R，用上述实验过程测量出来的物理量推导出该金属丝的电阻率表达式为：ρ＝ 。 答案：I. 4 II. （1） 0.700 （2）A2 V1 R1 （3）电阻丝的长度L （4）ρ＝ 【详解】I. 由图示可知，欧姆表选择×1挡，金属丝阻值为: II. （1）固定刻度读数为0.5mm；可动刻度读数为：20.0×0.01mm=0.200mm 螺旋测微器示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm （2）由于电阻丝的电阻率随温度会发生变化，所以流过电阻丝的电流不能太大，所以电流表应选电流表A2（0～0.6 A，内阻0.125 Ω）； 最大电流约为0.6A，电阻丝的电阻约为4，所以电动势应选，所以电压表应选电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）； 电压从零开始，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器的范围应与电阻值差不多，方便调节，所以滑动变阻器选R1； （3）根据电阻定律可知，要计算出电阻率的大小，还需测量的物理量（及符号）是电阻丝的长度L； （4）根据电阻定律可知 解得 10．某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3V，内阻r约为40Ω，若该电池允许输出的最大电流为20mA．为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材： A．待测电池 B．电压表V：量程0~15V，内阻Rv≈15kΩ； C．电流表A：量程0~1mA，内阻RA=38Ω； D．电阻箱R：0-999.9Ω； E.定值电阻R1=2Ω； F.定值电阻R2=19Ω； G.定值电阻R3=72Ω； H.定值电阻R=108Ω I.开关、导线若干． （1）该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R0应选择器材中的 （填写器材前的选项字母） （2）选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整 ，并在电路中注明所选器材的符号： （3）将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关． （4）调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位（A或V）作单位． （5）重复步骤（4）获取多组R和x的值． （6）断开开关，整理器材． （7）据所得数据在－R坐标系中描点连线，如图乙所示． 根据图线可求得该电池的电动势E= V，内阻r= Ω．（结果均保留一位小数） 答案：（1）H （2）见解析 （7）3.2V 42.1Ω 【详解】（1）本实验中，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电池输出的电流最大，则电路中的最小固定电阻值约为，因电源内阻约为，故值电阻约为，故该定值电阻应选器材中的H； （2）本实验给定电压表量程太大，不可以使用；因电流表给定量程太小，故需要扩大量程20倍，需要并联的电阻值 所以选定值电阻R1与电流表A并联，就可改装成一个量程为20mA的电流表．所以虚线框中的电路补充完整后如下图象所示： （7）由以上分析可知，题目中提到的x，指代电流表读数I， 根据闭合电路欧姆定律可得： 整理方程得： 即： 故 解得： 解得： 11．有一种标称电压为9V的方形“叠层电池”，如图甲所示，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组设计了如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为1.0mA，内阻RA1=500Ω ②电流表，量程为0.6A，内阻约为 ③滑动变阻器R，最大值为100Ω ④电阻箱R0，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为10V的电压表，则电阻箱R0应调至 。 （2）该实验小组按照图乙的电路图进行实验，设电池的电动势为E，内阻为r，电流表的读数为，电流表的读数为，则与的关系式为 （用题目所给的符号表示）。 （3）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为 V，电源内阻 。（结果均保留一位小数） （4）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则三只灯泡一共消耗的功率为 W（结果保留两位小数） 答案：（1）9500 （2） （3）8.7 8.4 （4）1.72 【详解】（1）电流表，量程为1.0mA，内阻RA1=500Ω，若将电流表与电阻箱R0串联后改装为量程为10V的电压表，则电阻箱R0应调至 （2）根据闭合电路欧姆定律有 解得 （3）根据上述有 结合图像有 解得，。 （4）如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，令每个灯泡两端电压为U，则有 结合图像可知，当U为2.2V，电流为0.26A时，上述等式在误差允许的范围内成立，可知三只灯泡一共消耗的功率为 12．为测量水果电池的电动势和内阻，某同学用到如下实验器材：待测水果电池、电阻箱、数字式万用表（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验操作步骤如下： ①按图甲连接电路，多用电表调到“直流电压挡”； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，记录电阻箱的阻值R和多用电表的示数U，再断开开关； ③调节电阻箱的阻值，重复步骤②； ④根据所记录数据，描点作出图像，如图乙中直线b所示。 完成下列问题： （1）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与关系表达式为 （用E、r和R表示）； （2）不考虑多用电表内阻对电路的影响，由图乙中直线b可计算出，该水果电池的电动势 ，内阻 ；（结果均保留2位有效数字） （3）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的 （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 答案：（1） （2）1.0 0.80 （3）a 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律 整理可得 （2）则可知图线b的截距 图像斜率 由图线b可知 所以 （3）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，由于电压表内阻不是无穷大，会导致测量结果存在误差，由闭合回路欧姆定律有 得 可见图线斜率不变，但截距变化，所以得到图线可能是图乙中的a。 学科网（北京）股份有限公司 $$