11.3 串联电路和并联电路 第2课时 电表的改装 电流表的内接法和外接法（重难点专练）人教版物理必修第三册

**基本信息** 聚焦电表改装与伏安法测电阻，通过原理推导-方法归纳-典例变式构建系统性训练体系，强化科学思维与实验探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电表的改装|1例题+3变式|分压/分流电阻计算及误差分析|表头参量→改装原理（串并联规律应用）| |伏安法测电阻的两种接法|1例题+3变式|内/外接法对比及接法选择|误差来源→电路选择→电阻测量（实验误差分析）|

11.3 串联电路和并联电路（题型突破） 第2课时 电表的改装　电流表的内接法和外接法 题型01电表的改装 题型02伏安法测电阻的两种接法 ▌题型01电表的改装 1．小量程电流表G(表头)的三个参量 2．电表改装原理 (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，如图甲所示。 (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，如图乙所示。 例题1、（多选）如图甲、乙所示的两个电路，是利用一个灵敏电流表和一个电阻箱R改装成电压表或电流表，若电压表量程为3V，电流表量程为，则（     ） A．甲表是电流表，电阻箱的阻值是 B．乙表是电流表，电阻箱的阻值是 C．若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些，可能是电阻箱R阻值调节的偏小 D．若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些，可能是灵敏电流表内阻小于 【答案】AC 【详解】A．甲中电阻箱与灵敏电流计并联，利用并联电路分流将其改装成电流表。由题给，灵敏电流计的满偏电流，内阻，改装后电流表的量程。由并联电路各支路电压相等得 解得，故A正确； B．乙中电阻箱与灵敏电流计串联，利用串联电路分压将其改装成电压表。由串联电路电压关系得 由题给，解得，故B错误； C．灵敏电流计满偏时，电阻箱的阻值越小，通过电阻箱的电流越大，甲表的实际量程越大。若仍按原刻度读数，同一被测电流对应的指针偏角较小，示数偏小，故C正确； D．乙表中电阻箱与灵敏电流计串联。若灵敏电流计内阻小于，乙表总电阻变小，实际量程小于；若仍按原刻度读数，同一被测电压对应的指针偏角较大，示数偏大，故D错误。 故选AC。 变式1-1、某同学把量程为500µA、内阻未知的微安表改装成电压表，先测量出微安表的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用标准电压表对改装后的电压表进行校准。该同学利用图甲测量微安表的内阻，实验器材有： A．微安表µA B．电阻箱 C．电源（E=1.5V，内阻不计） D．滑动变阻器R1（0~10Ω） E.滑动变阻器R2（0~10kΩ） F.开关S、S1、S2、导线若干。 具体实验步骤如下： ①按照图甲连接电路； ②调节滑动变阻器滑片至左端； ③闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器使微安表满偏； ④保持滑动变阻器滑片不动，断开开关S2，调节电阻箱，使微安表指针偏转到满刻度的时，记录电阻箱的阻值为1000Ω。 请回答下列问题： (1)图甲中滑动变阻器应选______（选填“R1”或“R2”）； (2)由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值Rg=______Ω； (3)以上述实验测得的微安表内阻为依据，拟将其改装成量程为3V的电压表，则应串联一个阻值为R0=______Ω的电阻； (4)改装后用图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2.36V时，改装电压表中微安表的示数如下图所示，要达到（3）的预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R0的电阻换为一个阻值为______Ω的电阻即可。（结果保留4位有效数字）。 【答案】(1)R1 (2)2000 (3)4000 (4)4100 【详解】（1）由于本实验中滑动变阻器采用分压式接法，为了方便操作，滑动变阻器应选总阻值较小的，故选R1。 （2）由实验操作步骤有 解得 （3）将微安表改装成量程为3V的电压表需要串联电阻的阻值为 （4）图中微安表示数为400μA（即），有 因 所以，应将阻值为R0的电阻换为阻值为，满足 两式联立解得 变式1-2、某同学将一满偏电流为的电流表改装成量程为的电压表。 (1)测得该电流表的内阻为，若要完成改装，应将一阻值________的定值电阻与电流表串联。 (2)改装后的电压表需利用一标准电压表对其进行校准，如图1所示，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表示数为时，改装后的电压表显示。若想把示数调节到与标准电压表相同，应在定值电阻上（     ） A．并联一个小电阻 B．并联一个大电阻 C．串联一个小电阻 D．串联一个大电阻 (3)若要将上述电流表改造成为双量程电压表，在上串联一个电阻，如图2所示，接、两端对应量程为，则串联的定值电阻_________。 【答案】(1) (2)B (3) 【详解】（1）电流表改装为电压表的原理是串联电阻分压，电流表的满偏电流 完成改装后，电流表满偏时总电阻满足 因此串联电阻 （2）改装表示数偏小，说明相同总电压下，流过表头的电流偏小，即改装电路总电阻偏大，需要减小总电阻。 CD．给原定值电阻串联一个电阻会增大总电阻，不符合要求，故C、D错误； AB．给原定值电阻并一个电阻，是为了让串联部分总电阻小幅减小，刚好让表头电流增大到符合要求；若并联小电阻，会使总电阻减小过多，不符合要求，故A错误，B正确。 故选B。 （3）量程为时，满偏总电阻满足 因此 变式1-3、某实验学习小组在学习了电表读数后想要将一量程为的微安表改装为量程为的电流表。该同学测得微安表内阻为，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 (1)请写出计算电阻R的表达式_____________，代入数据后得出R大约为_____________Ω（保留2位有效数字）。 (2)当标准毫安表的示数为时，微安表的指针位置如图（b）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是_____________。（填正确答案标号） A． B． C． D． (3)产生上述问题的原因可能是_____________。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 (4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中_____________。 【答案】(1) 15 (2)C (3)AC (4) 【详解】（1）[1][2]改装为电流表，需将电阻R与微安表并联，则由并联电路的特点有 代入数据解得。 （2）由题图（b）可知，微安表的示数为，标准毫安表示数与微安表示数之比为 因此微安表改装后的量程为 故选C。 （3）由，可得 实际改装量程偏大，则可能是实际的微安表内阻大于，或并联电阻R偏小。 故选AC。 （4）改装后的电流表实际最大测量值为时，并联电阻 理论最大测量值时，并联电阻 联立方程解得 ▌题型02伏安法测电阻的两种接法 1．两种接法的比较 内接法 外接法 电路 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 误差分析 R测＝＝＝Rx＋RA>Rx R测＝＝<Rx 适用情况 测大电阻 测小电阻 【例题2】如图所示，用电压表和电流表测电阻，为待测电阻，如果电压表的读数是，电流表的读数是，电压表的内阻是，电流表的内阻是，那么的精确值是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据欧姆定律可知 故选A。 变式2-1、在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源（电动势约6V，内阻约1Ω），待测电阻（阻值约5Ω），电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），开关、单刀双掷开关，导线若干、某同学利用上述实验器材设计如图甲所示的测量电路。 回答下列问题 (1)为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（填“a”或“b”）； (2)实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，需将拨向______（填“c”或“d”）； (3)若已知电流表的内阻为1.2Ω，应将拨向d．某次测量时，电压表示数如图乙所示，其读数为______V电流表的示数为0.40A，则______Ω。 【答案】(1)b (2)c (3) 2.20 4.3 【详解】（1）滑动变阻器采用限流式接入电路，开关闭合前，滑片应滑到b端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，保护电路； （2）根据题意可知 即待测电阻阻值较小，所以电流表应采用外接法，开关应拨向c端； （3）[1]由图可知，电压表每一小格为0.1V，所以电压表读数为2.20V； [2]根据欧姆定律可得 变式2-2、小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。 (1)小明在设计实验电路图时就考虑了电流表、电压表要能从零开始读数。如图是他连接好的部分实物电路图，请你用笔画线代替导线并用电流表外接法帮小明完成实物电路剩余部分的连接。 (2)小明分别用电流表外接法和内接法测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到图上，如图。在图中，由电流表外接法描出的数据点是用________（填“○”或“×”）表示的。 【答案】(1) (2)× 【详解】（1）由于电流表、电压表要能从零开始读数，滑动变阻器采用分压式接法，实物图如图所示。 （2）电流表外接法，由于电压表分流作用，测得的电流值会偏大，根据欧姆定律，电阻测量值偏小，即图像斜率偏小，故由电流表外接法得到的数据点是 用×表示的。 变式2-3、普通玻璃是绝缘材料，通过在其表面镀上一层导电薄膜（氧化铟锡膜），即可使其具备导电性能，这就是导电玻璃。该导电薄膜的厚度极小，不易测量，某实验小组查询资料得知某款涂覆在玻璃基板上的氧化铟锡薄膜的电阻率约为，实验小组想要通过测量样品玻璃的尺寸以及电阻，进而测量样品材料的薄膜厚度。假设实验样品上各点的薄膜厚度均匀。 (1)实验小组截取一片正方形样品，使用游标卡尺测量样品的边长，如图甲所示，则样品的边长为_______。 (2)实验小组估测样品玻璃的薄膜厚度约为。实验时电流沿样品的一条边流入，要求测量范围大、误差小，实验电路应选择 （填字母代号）。 A． B． C． D． (3)为了使测量更为精确，实验小组设计了图丙所示电路进行实验，实验中先将单刀双掷开关打在1挡位，调节滑动变阻器，记录电压表示数，然后将单刀双掷开关打在2挡位，调节电阻箱，使电压表示数与开关打在1挡位时相同，电阻箱阻值如图丁所示，则待测电阻阻值________，样品玻璃的薄膜厚度_________（保留3位有效数字）。 (4)若测量样品尺寸时，边长测量偏大，会导致测量所得样品玻璃的薄膜厚度________，使用（3）中电路测量时，若考虑电压表内阻，会导致测量所得样品玻璃的薄膜厚度_____。（两空均选填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】(1)1.14 (2)A (3) 3.3 90.9 (4) 不变 不变 【详解】（1）由题图甲可知，游标卡尺的读数为 即样品的边长为。 （2）要求测量范围大，滑动变阻器应选择分压电路，待测电阻 待测电阻阻值较小，应选择电流表外接法。 故选A。 （3）[1][2]分析题图丙所示电路可知，实验采用了等效替代法，电阻箱的示数即为待测电阻的阻值，则待测电阻阻值 代入（2）中公式可得 （4）[1][2]根据（2）中公式可知，正方形电阻的阻值与正方形边长无关，因此边长测量误差不会影响样品玻璃薄膜厚度的测量，即测量所得样品玻璃的薄膜厚度不变；等效替代法中电表内阻不会对电阻测量结果产生影响，即测量所得样品玻璃的薄膜厚度不变。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.3 串联电路和并联电路（题型突破） 第2课时 电表的改装　电流表的内接法和外接法 题型01电表的改装 题型02伏安法测电阻的两种接法 ▌题型01电表的改装 1．小量程电流表G(表头)的三个参量 2．电表改装原理 (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，如图甲所示。 (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，如图乙所示。 例题1、（多选）如图甲、乙所示的两个电路，是利用一个灵敏电流表和一个电阻箱R改装成电压表或电流表，若电压表量程为3V，电流表量程为，则（     ） A．甲表是电流表，电阻箱的阻值是 B．乙表是电流表，电阻箱的阻值是 C．若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些，可能是电阻箱R阻值调节的偏小 D．若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些，可能是灵敏电流表内阻小于 变式1-1、某同学把量程为500µA、内阻未知的微安表改装成电压表，先测量出微安表的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用标准电压表对改装后的电压表进行校准。该同学利用图甲测量微安表的内阻，实验器材有： A．微安表µA B．电阻箱 C．电源（E=1.5V，内阻不计） D．滑动变阻器R1（0~10Ω） E.滑动变阻器R2（0~10kΩ） F.开关S、S1、S2、导线若干。 具体实验步骤如下： ①按照图甲连接电路； ②调节滑动变阻器滑片至左端； ③闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器使微安表满偏； ④保持滑动变阻器滑片不动，断开开关S2，调节电阻箱，使微安表指针偏转到满刻度的时，记录电阻箱的阻值为1000Ω。 请回答下列问题： (1)图甲中滑动变阻器应选______（选填“R1”或“R2”）； (2)由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值Rg=______Ω； (3)以上述实验测得的微安表内阻为依据，拟将其改装成量程为3V的电压表，则应串联一个阻值为R0=______Ω的电阻； (4)改装后用图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2.36V时，改装电压表中微安表的示数如下图所示，要达到（3）的预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R0的电阻换为一个阻值为______Ω的电阻即可。（结果保留4位有效数字）。 变式1-2、某同学将一满偏电流为的电流表改装成量程为的电压表。 (1)测得该电流表的内阻为，若要完成改装，应将一阻值________的定值电阻与电流表串联。 (2)改装后的电压表需利用一标准电压表对其进行校准，如图1所示，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表示数为时，改装后的电压表显示。若想把示数调节到与标准电压表相同，应在定值电阻上（     ） A．并联一个小电阻 B．并联一个大电阻 C．串联一个小电阻 D．串联一个大电阻 (3)若要将上述电流表改造成为双量程电压表，在上串联一个电阻，如图2所示，接、两端对应量程为，则串联的定值电阻_________。 变式1-3、某实验学习小组在学习了电表读数后想要将一量程为的微安表改装为量程为的电流表。该同学测得微安表内阻为，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 (1)请写出计算电阻R的表达式_____________，代入数据后得出R大约为_____________Ω（保留2位有效数字）。 (2)当标准毫安表的示数为时，微安表的指针位置如图（b）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是_____________。（填正确答案标号） A． B． C． D． (3)产生上述问题的原因可能是_____________。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 (4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中_____________。 ▌题型02伏安法测电阻的两种接法 1．两种接法的比较 内接法 外接法 电路 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 误差分析 R测＝＝＝Rx＋RA>Rx R测＝＝<Rx 适用情况 测大电阻 测小电阻 【例题2】如图所示，用电压表和电流表测电阻，为待测电阻，如果电压表的读数是，电流表的读数是，电压表的内阻是，电流表的内阻是，那么的精确值是（　　） A． B． C． D． 变式2-1、在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源（电动势约6V，内阻约1Ω），待测电阻（阻值约5Ω），电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），开关、单刀双掷开关，导线若干、某同学利用上述实验器材设计如图甲所示的测量电路。 回答下列问题 (1)为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（填“a”或“b”）； (2)实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，需将拨向______（填“c”或“d”）； (3)若已知电流表的内阻为1.2Ω，应将拨向d．某次测量时，电压表示数如图乙所示，其读数为______V电流表的示数为0.40A，则______Ω。 变式2-2、小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。 (1)小明在设计实验电路图时就考虑了电流表、电压表要能从零开始读数。如图是他连接好的部分实物电路图，请你用笔画线代替导线并用电流表外接法帮小明完成实物电路剩余部分的连接。 (2)小明分别用电流表外接法和内接法测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到图上，如图。在图中，由电流表外接法描出的数据点是用________（填“○”或“×”）表示的。 变式2-3、普通玻璃是绝缘材料，通过在其表面镀上一层导电薄膜（氧化铟锡膜），即可使其具备导电性能，这就是导电玻璃。该导电薄膜的厚度极小，不易测量，某实验小组查询资料得知某款涂覆在玻璃基板上的氧化铟锡薄膜的电阻率约为，实验小组想要通过测量样品玻璃的尺寸以及电阻，进而测量样品材料的薄膜厚度。假设实验样品上各点的薄膜厚度均匀。 (1)实验小组截取一片正方形样品，使用游标卡尺测量样品的边长，如图甲所示，则样品的边长为_______。 (2)实验小组估测样品玻璃的薄膜厚度约为。实验时电流沿样品的一条边流入，要求测量范围大、误差小，实验电路应选择 （填字母代号）。 A． B． C． D． (3)为了使测量更为精确，实验小组设计了图丙所示电路进行实验，实验中先将单刀双掷开关打在1挡位，调节滑动变阻器，记录电压表示数，然后将单刀双掷开关打在2挡位，调节电阻箱，使电压表示数与开关打在1挡位时相同，电阻箱阻值如图丁所示，则待测电阻阻值________，样品玻璃的薄膜厚度_________（保留3位有效数字）。 (4)若测量样品尺寸时，边长测量偏大，会导致测量所得样品玻璃的薄膜厚度________，使用（3）中电路测量时，若考虑电压表内阻，会导致测量所得样品玻璃的薄膜厚度_____。（两空均选填“偏大”“偏小”或“不变”） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $