2022屆新高考物理沖刺精準復(fù)習(xí)-電表的改裝與校準

2022屆新高考物理沖刺精準復(fù)習(xí)

電表的改裝與校準

一、電流表、電壓表的改裝與校準方法

改裝電壓表改裝電流表

原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流

+Q-?o-1

改裝原理圖,a

R

—if―JL—II_a'i__?---------

■_______ur____________?

由a*

改裝

由/*g=（/-"，R=合，

分壓電阻或

分流電阻其中〃=巨為其中〃=」_為擴大倍數(shù)

44

擴大的倍數(shù)

改裝后的電nRRg

Rv=R+RgRA=

表內(nèi)阻R+勺

改裝成的電壓表改裝成的電壓表

:；

+-?——O-f——

\

校準電路圖標準f______

標準表

__i_

校準

----------1|—"d---------------\t-^—

改裝后的電壓表V示數(shù)偏大（或改裝后的電流表A示數(shù)偏大（或

校準方法偏小），則需增大（或減?。┐?lián)偏小），則需減小（或增大）并聯(lián)

的定值電阻R的阻值的定值電阻R的阻值

1

(1)改裝后的電壓表示數(shù)等于表(1)改裝后的電流表示數(shù)等于通

頭與分壓電阻兩端電壓之和；過表頭與分流電阻的電流之和；

(2)改裝后的電壓表量程等于滿(2)改裝后的電流表量程等于滿

偏時表頭與分壓電阻兩端的電偏時通過表頭與分流電阻的電

備注

壓之和；流之和；

(3)同一表頭改裝的多量程電壓(3)同一表頭改裝的多量程電流

表，內(nèi)阻之比等于量程之比；表，內(nèi)阻之比等于量程的反比；

(4)改裝后表頭滿偏電壓不變.(4)改裝后表頭滿偏電流不變.

二、針對訓(xùn)練

1.某同學(xué)將電流表改裝為歐姆表和電壓表的兩用電表,歐姆表“xlO”擋中央刻度為15、電

壓表量程為0?3V,實驗室可提供的器材有：

A.一節(jié)全新的5號干電池(E=1.5V,內(nèi)阻不計)

B.電流表A(量程0?10mA,內(nèi)阻為5Q)

C.電流表4(量程。?0.6A,內(nèi)阻為0.2Q)

D.滑動變阻器用(0?300。)E.滑動變阻器7?2(。?30。)

F.合適的定值電阻RG.單刀雙擲開關(guān)S,一對表筆及若干導(dǎo)線

⑴圖中A為(填“紅”或“黑”)表筆,測量電壓時應(yīng)將開關(guān)S扳向一(填“1”

或“2”).

(2)電流表應(yīng)選用._(填“A”或"A?”)，滑動變阻器應(yīng)選用(填“用”或

“6”)，定值電阻的阻值為c.

(3)在正確選用器材的情況下，正確連接好實驗電路,若電流表滿偏電流為與，則電阻刻度盤

上指針指在處應(yīng)標上Q

36一

2.圖1為某同學(xué)改裝和校準毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路圖.

(1)將圖2所示的實驗電路連接完整.

(2)已知毫安表滿偏電流為1mA,表頭上標記的內(nèi)阻值為120

Q,鳥和R2為定值電阻.若將開關(guān)52扳到a接線柱，電表量

程為4mA；若將開關(guān)S2扳到人接線拄，電表量程為16mA.則

根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應(yīng)選用=C，&=

2

Q.

（3）現(xiàn)用一量程為16mA,內(nèi)阻為20Q的標準電流表A對改裝電表的16mA擋進行校準,校準

時需選取的刻度范圍為1mA?16mA,電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計；滑動變阻器R有

兩種規(guī)格,最大阻值分別為800c和16000,則R應(yīng)選用最大阻值為的滑動變阻器.

（4）若由于表頭上標記的內(nèi)阻值不準,造成改裝后電流表的讀數(shù)比標準電流表的讀數(shù)偏大,則

表頭內(nèi)阻的真實值______（填“大于”或“小于”）120Q.

3.某同學(xué)要將一量程為300“4的微安表改裝成量程為3V的電壓

表并進行校準,改裝和校準的電路原理圖如圖1所示，圖中微安表

表頭上標記的內(nèi)阻值為99C,電阻箱最大阻值《=999.9C,電

源的電動勢E為5V,滑動變阻器R的規(guī)格有兩種,最大阻值分別

為50C和5AQ.

（1）設(shè)計改裝

①根據(jù)圖1和題給條件,將圖2中的實物連接.

②改裝時經(jīng)過分析和計算，需要對虛線框的電路增加一個定值

電阻為（填正確答案標號），將重新設(shè)計的虛線框內(nèi)電路

圖畫在方框中.

A.1IQB.lionC.1100Q

（2）校準和誤差分析

①用量程為3V的標準電壓表V對改裝后的電壓表進行校準，為

了方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，本實驗中選用的滑動變阻器R的最大

阻值應(yīng)為Q.-

②校準時，在閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)靠近

（填“a”或"b”）端；

③若由于微安表G上標記的內(nèi)阻值不準，造成改裝后電壓表

的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實值

（填“大于”或“小于”）99d

4.某實驗小組想組裝一個雙量程（3V、15V）的電壓表,提供的器材如下:

A.電流表G：滿偏電流為1mA,內(nèi)阻未知；

B.電池E:電動勢為3V,內(nèi)阻未知；

C.滑動變阻器與：最大阻值約為63,額定電流為1A；

D.滑動變阻器最大阻值約為2心，額定電流為3A；

E.電阻箱。?9999.9C

F.定值電阻/?3：額定電流為03A；G.開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干.區(qū)

AJr0

（1）用圖1所示電路測量電流表的內(nèi)阻％,則滑動變阻器R應(yīng)選用3V15V

圖2

.（填"C”或"D”）

3

（2）將開關(guān)S1、S2都斷開,連接好實物圖,滑動變阻器接入電路的電阻達到最大后,接通開關(guān)

調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表G的示數(shù)為0.9mA；再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱品的阻值為

3000時，電流表G的示數(shù)為0.6mA,則電流表G的內(nèi)阻為Q.

（3）雙量程電壓表的電路原理圖如圖2所示,則電路中電阻箱R。應(yīng)取阻值為Q；定值電

阻&的阻值為.Q.

5.現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G（表頭），滿偏電流為50juA,內(nèi)阻約為800~850Q,把

它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表,可供選擇的器材有：

滑動變阻器飛,最大阻值20C；

滑動變阻器乙，最大阻值100AQ；

電阻箱R,最大阻值9999。；

定值電阻Ro,阻值1履2；

電池E”電動勢1.5V；電池電動勢

有電池內(nèi)阻不計）；標準電流表A,滿

單刀單擲開關(guān)$和S?；單刀雙擲開關(guān)S3

（1）采用如圖1

滑動變阻器為,選用的電池為.

（2）將G改裝成兩量程電流表,現(xiàn)有兩種備選電路,如圖2、3所示,

圖為合理電路，另一電路不合理的理由是

（3）將改裝后的電流表與標準電流表逐格進行核對（僅核對1mA量

程），在圖4方框中畫出所用電路圖，圖中待核對的電流表符號用大來表示.

6.某實驗小組欲將微安表G改裝成一個量程為0?3mA的電流表，并用標準電流表A進行校

準，可選用的器材有：

微安表G（量程為0-500M,內(nèi)阻為900Q）

電阻箱R（最大阻值為999.9。）

標準電流表A（量程為0?3mA,內(nèi)阻約為200Q）

兩個保護電阻（&=200c,R2=20。）

滑動變阻器R油（阻值范圍0?10。）

滑動變阻器R滑2（阻值范圍。?500。）

電源（電動勢約為1.5V）

開關(guān)、導(dǎo)線若干.

回答下列問題：

（1）將微安表G改裝成量程為。?3mA的電流表時應(yīng)將電阻箱R與微安表G（填“并”

或“串”）聯(lián),電阻箱R的阻值應(yīng)為Q.

（2）在校準改裝后的電流表時，滑動變阻器應(yīng)選用（填“R滑」或“R滑2”）?

（3）在校準改裝后的電流表時，保護電阻與其串聯(lián)起到保護作用，則保護電阻應(yīng)選（填

“或“）.

（4）請在方框內(nèi)畫出校準改裝后的電流表的電路圖.

（5）在校準改裝后的電流表的過程中發(fā)現(xiàn)，每次微安表G的指針偏角都比標準電流表A的偏

角略大，原因是調(diào)節(jié)電阻箱阻值時出現(xiàn)失誤,則電阻箱接入的阻值比理論計算值略（填

“大”或“小”）.

5

答案

1.(1)黑；2(2)%；%；295(3)300

解析：(1)由題圖可知,A表筆與電源E的正極相連,因此A為黑表筆,測電壓時,所在支路

不能含有內(nèi)接電源因此要將轉(zhuǎn)換開關(guān)接到2位置.

2)對于歐姆表，中值電阻等于其內(nèi)阻，可知R內(nèi)=150。，而電源電動勢為L5V,所以最大電

流/=g=10mA,則電流表選擇4,改裝歐姆表時，電路需要接入一個調(diào)零電阻，由于歐姆

150

E

表內(nèi)阻為R內(nèi)=150。，當歐姆表滿偏時/?滑二一-RA=145Q,則動變阻器選擇/?1,當改裝為

量程為0?3V的電壓表時,應(yīng)串聯(lián)個阻值為R=U二:凸=3二黑尸=295Q的定值電阻.

11p

⑶若歐姆表指針指在已處，此時電流為/=上4，所以待測電阻&=￡-/?內(nèi)，解得

33g"/咕

號=3000.

2.(1)如圖所示(2)10；30(3)1600(4)小于

解析：(1)實物電路連接如答圖所示

⑵由題意可知/?=4mA,Ih=16mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律

可知，開關(guān)S2接。時有底人=(/“-4)(/?,+&)，開關(guān)S2接匕

時有Ig(Rg+&)=(4—4)鳥，聯(lián)立解得/?,=10Q,R2=30C.

(3)由題可知用16mA的標準電流表串聯(lián)校準改裝的16mA電流表時,校準的最小刻度值為

p

1mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律/=工，可知電路中總電阻最大為15000,由于最大電阻要達到

R

15000,則滑動變阻器要選擇1600。.

(4)改裝后電流表的讀數(shù)比標準電流表的讀數(shù)偏大,說明流過表頭的電流偏大,則實際電阻偏

小,故小于1200.

6

3.(1)如圖1所示；A；如2圖所示(2)50；大于

解析：(1)①根據(jù)電路圖，滑動變阻器采用分壓式接法，微安表與

電阻箱串聯(lián)后與電壓表并聯(lián),實物圖連線如答圖1所示.②微安表改裝為3V電壓表，串聯(lián)電

阻后的總電阻應(yīng)為尺總=包3=1x1(/。，而題中電阻箱的電阻與表頭的內(nèi)阻只有

300x10-6

99Q+999.9Q,遠小于IxlO4c,而選項中給出的定值電阻的最大阻值為1100C,若將其與

表頭、電阻箱串聯(lián),總阻值99+999.9+1100=2198.9C<lxl()4c,故串聯(lián)定值電阻無法滿

足題意，則需要對表頭并聯(lián)一個電阻，電路如答圖2所示,且并聯(lián)的定值電阻滿足電阻箱最大

3-1R

阻值&=999.9>-~，求得七<11。，結(jié)合選項可知A正確.

,I小&

L+-

sR.

(2)①由于要求從零開始校準且方便調(diào)節(jié)電壓，則滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法且選用小電

阻50Q.②在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)靠近a端,這樣可以從0刻度起對每個刻

度進行校對且能避免開關(guān)閉合時燒壞電路;③改裝后的電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏

小,說明流過表頭G的電流偏小,則實際電阻偏大,故其實際阻值應(yīng)大于990.

4.(1)C(2)150(3)2850；12

解析：(1)由題圖1電路圖及(2)間可知，測量電流表的內(nèi)阻應(yīng)用的是半偏法,閉合開關(guān)$2

時認為電路總電流不變,滑動變阻器接入電路的阻值越大，閉合開關(guān)52時電路總電流變化越

小,實驗誤差越小，為減小實驗誤差,應(yīng)選擇阻值大的滑動變阻器，因此滑動變阻器應(yīng)選擇C；

⑵閉合開關(guān)S2后認為電路總電流不變，電流表示數(shù)為0.6mA,則流過電阻箱的電流為

0.9mA-0.6mA=0.3mA,由并聯(lián)電路特點可知，電阻箱阻值為電流表內(nèi)阻的2倍,則電流表內(nèi)阻

%=8=1500；

g2

⑶由題圖2可知，當量程為q=3V時，接入的電阻G=2850。，當量程為4=

'g

15V時，&="_々_%=120.

7

5.(1)R2；E3(2)2因為圖3電路在通電狀態(tài)下,更換量程時會造成兩個分流電阻都

未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞(3)電路如圖所示.

E

解析：(1)設(shè)電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r,則電流表滿偏電流為/,=---,

&r+R+Rg

，根據(jù)半偏法的實驗要求/?>>/?，這樣才有乙。二，當加閉合時，R'和4并聯(lián)，并

聯(lián)后總阻值R<并Rg<<R,這樣才有加閉合后電路總電流幾乎不變,仍然近似等于玄，調(diào)節(jié)

/?’使電流表半偏，所以流過”的電流也為g/,，此時從上述原理可知，加斷開與閉

合，近似認為干路中電流不變，前提是R?R,,故實驗器材應(yīng)滿足:①

電池電動勢盡可能大，②R盡可能大，所以滑動變阻器選量程較大的&，

電池選用電動勢較大的&-

(2)題圖2電路較合理,因為題圖3電路在通電狀態(tài)下,更換量程時會造

成兩個分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿