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第六部分 实验优化指导
专题6.5 高考创新实验常关注的3个命题视角
目录
命题视角(一) 动摩擦因数的测定...........................................................................................................................1
命题视角(二) 电阻的测定.....................................................................................................................................13
命题视角(三) 电表的改装与校准.........................................................................................................................25
命题视角(一) 动摩擦因数的测定
测定动摩擦因数实验一般结合在“测量做直线运动物体的瞬时速度”“探究加速度与物体受力、物体质量
的关系”或“探究平抛运动的特点”等实验中考查。实验的原理是：利用打点计时器等器材测出物体做匀
变速运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算动摩擦因数，或者利用平衡条件、动能定理或能量守恒定律
等计算动摩擦因数。
实验方法 创新思维 实验原理
将研究运动物体转化为研究
利用F ＝F＝μF 求μ
弹 f N
静止物体
让物块先做加速直线运动， 匀减速运动中，利用逐差法
当重物掉到地面上之后物块 求加速度，利用 F＝μmg＝
做匀减速直线运动 ma进一步求μ
将动摩擦因数的测量转化为 利用 a＝gsin θ－μgcos θ求
角度的测量 μ(a通过逐差法求解)
将动摩擦因数的测量转化为 利用v 2－v 2＝2as和动力学
B A
加速度的测量 知识得到μ＝A→B过程中，机械能守恒；
将动摩擦因数转化为速度的 C→D 过程中，物块 Q 做平
测量，并营造多过程切入水 抛运动；B→C过程中，对物
平滑动情景 块Q只有摩擦力做功，利用
W＝E －E ，进一步求μ
f kC kB
1．(2022·宜宾调研)某实验小组利用图甲所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因数。
实验步骤：
①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图甲所示。在A端向右
水平拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作F；
③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；
实验数据如下表所示：
次数
1 2 3 4 5 6
力
G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61
(1)根据表中数据在图乙坐标纸上作出FG图线。
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)。
(3)在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量________(选填“会”或“不会”)产生影响。
【答案】：(1)见解析图 (2)0.40(0.39～0.41均可) (3)不会
【解析】：(1)根据表格中的数据在坐标纸上作出FG图线，如图所示。
(2)由题意可知，稳定时，弹簧测力计的示数等于滑块与木板间的滑动摩擦力，根据 μ＝＝知，图线的斜率
等于滑块与木板间的动摩擦因数，则μ＝＝0.40。
(3)滑动摩擦力与相对速度无关，则在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量不会产生影响。
2.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图甲所示。
甲
乙(1)由图甲可知，弹簧的劲度系数为____________ N/m。
(2)为了测定两木块A、B间的动摩擦因数μ，两同学分别设计了如图乙所示的Ⅰ、Ⅱ两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案________更合理。
②方案Ⅰ中，若A和B受到的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，
b的示数为11.0 N，则A、B间的动摩擦因数为________。
【答案】 (1)300 (2)①Ⅰ ②0.3
【解析】 (1)由题图甲可知弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝300 N/m。
(2)①方案Ⅱ中必须要保证木块A做匀速运动，弹簧测力计的读数才等于木块A的摩擦力，所以方案Ⅰ更合
理；
②方案Ⅰ中弹簧测力计a的读数等于木块A对木块B的滑动摩擦力，则对木块B而言T＝μm g，解得μ＝
a B
＝＝0.3。
2.(2019·全国卷Ⅱ)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长
木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题：
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a
表示)。
(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°。接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止
开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的
计数点间还有 4 个点未画出)。重力加速度为 9.80 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为
________(结果保留2位小数)。【答案】：(1) (2)0.35
【解析】：(1)铁块受重力、木板弹力及摩擦力作用，如图所示，
由牛顿第二定律得：mgsin θ－μF ＝ma
N
且F ＝mgcos θ
N
解以上两式得μ＝。
(2)由逐差法求铁块加速度：
a＝＝×10－2 m/s2≈1.97 m/s2
代入μ＝，得μ≈0.35。
3.某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图(a)
所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触(但不连接)，然后将光
电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图(b)所示，d＝________ cm。
(2)将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至P点(图(a)中未画出)，释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，
计时器记录遮光片通过光电门的时间Δt，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离x，则可用________表
示滑块经过光电门时速度的大小。
(3)改变P点的位置，多次重复步骤(2)。(4)若用－x图象处理数据，所得图象如图所示，设重力加速度为g，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦
因数μ＝________(用物理量的符号表示)。
【答案】 (1)1.02 (2) (4)
【解析】 (1)游标卡尺的示数d＝1 cm＋2×0.1 mm＝1.02 cm。
(2)滑块经过光电门时速度的大小为
v＝①
(4)物块从光电门到停止运动，由牛顿第二定律得μmg＝ma②
由匀变速直线运动速度和位移的关系得
v2＝2ax③
由①②③可得＝
结合图16可得图象的斜率＝
解得μ＝
4．为测定小滑块与水平木板间的动摩擦因数μ，选用的实验器材为：带挡光片的小滑块、光电门、数字毫
秒计、弧形斜面、游标卡尺、刻度尺，器材安装如图甲所示。
(1)用游标卡尺测量挡光片宽度d，如图乙所示，则d＝________ mm。
(2)小滑块从弧形斜面上某位置由静止释放，读出小滑块上挡光片通过光电门时数字毫秒计的示数 t；用刻
度尺量出小滑块停止运动时，滑块上的挡光片中心与光电门间的水平距离L；小滑块与水平木板间的动摩擦因数μ＝________(用物理量d、L、t、g表示)。
(3)实验中将挡光片通过光电门的平均速度当作小滑块通过光电门的瞬时速度，这样处理测得的小滑块与水
平木板间的动摩擦因数μ与真实值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“无偏差”)。
【答案】：(1)5.80 (2) (3)偏小
【解析】：(1)游标卡尺的读数为
d＝5 mm＋16× mm＝5.80 mm。
(2)小滑块通过光电门的速度为v＝，
根据动能定理可得－μmgL＝0－m2，
解得μ＝。
(3)小滑块做匀减速直线运动，因为小滑块通过光电门的速度为其平均速度，即中间时刻的速度，此时挡光
片中心已经通过光电门，相比中心通过光电门的速度偏小，根据－μmgL＝0－mv2可得μ＝，故测量值偏小。
5.(2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌
面上，形成一倾角为α的斜面(已知sin α＝0.34，cos α＝0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。
该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得 5个连续相等时间间隔(每个时间间
隔ΔT＝0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离s(i＝1，2，3，4，5)，如下表所示。
i
s s s s s
1 2 3 4 5
5.87 cm 7.58 cm 9.31 cm 11.02 cm 12.74 cm
由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为
________(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s2)。
【答案】 0.43 0.32
【解析】 利用匀变速直线运动规律的推论Δx＝at2，得a＝＝ m/s2＝0.43 m/s2；由牛顿第二定律有mgsinα－μmgcos α＝ma，解得μ＝＝＝0.32。
6.(2022·山东泰安市高三期末)某同学用图甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数．光电门固
定在水平直轨道上的O点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连，遮
光条的宽度为d，滑块初始位置A点到O点的距离为L，重力加速度为g.实验步骤如下：
A．将滑块从A点由静止释放，传感器显示滑块所受拉力为F，光电门记录遮光条通过光电门的时间为t；
B．改变钩码的个数重复步骤A；
C．正确记录每一组F与t对应的数据，作出F－的关系图象如图乙所示(图中b、c为已知量)．
(1)根据步骤A中测出的物理量可知，滑块的加速度a＝________；
(2)滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；
(3)增加滑块的质量重新进行实验，得到的F－图象与两坐标轴交点坐标的绝对值b、c的变化情况是：
b________，c________.(均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 (1) (2) (3)变大 不变
【解析】 (1)滑块滑到光电门处的速度为v＝
根据位移－速度公式得，滑块的加速度为a＝，解得a＝
(2)对滑块，根据牛顿第二定律得F－μmg＝ma
代入加速度得F＝μmg＋m
根据F－图象得b＝μmg，c＝
滑块与桌面间的动摩擦因数为μ＝
(3)根据(2)可知，b变大，c不变．
7.某同学利用图中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻
细绳、50 g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200 g，其上可放钩码)、刻度
尺，当地重力加速度为9.80 m/s2，实验操作步骤如下：①安装器材，调整两个光电门的距离为50.00 cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步
骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量 M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细
绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔE 及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示：
k
M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
ΔE/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195
k
ΔE/J 0.393 0.490 0.686 0.785
回答下列问题：
(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为________ J(保留三位有效数字)；
(2)步骤④中的表格所缺数据为________；
(3)若M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图13中绘出ΔE－M图象；
(4)若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，则物块与木板之间的摩擦因数为________.(保留两位
有效数字)
【答案】 (1)0.980 (2)0.588 (3)见解析图 (4)0.40(0.38～0.42)
【解析】 (1)四个钩码重力势能的减少量为
ΔE＝4mgL＝4×0.05×9.80×0.5 J＝0.980 J
p(2)对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知
4mgL－W＝(4m＋M)v2－(4m＋M)v2
f 2 1
其中系统减少的重力势能为ΔE＝4mgL
p
系统增加的动能为
ΔE＝(4m＋M)v2－(4m＋M)v2
k 2 1
系统减少的机械能为ΔE＝W，
f
则代入数据可得表格中减少的机械能为
ΔE＝0.980 J－0.392 J＝0.588 J
3
(3)根据表格数据描点得ΔE－M的图象如图所示
(4)根据功能关系可知ΔE＝μMgL
则ΔE－M图象的斜率为
k＝μgL＝＝1.96
解得动摩擦因数为μ＝0.40(0.38～0.42).
8.(2022·河北唐山市高三下学期3月一模)在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了
如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力.(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________.
A.必须用天平测出砂和砂桶的质量
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车，再接通电源
D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，相邻两计数点之间还有
四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是________ m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与桌面的滑动摩擦力 F＝
f
________ N.
【答案】 (1)D (2)2.40 (3)1.0
【解析】 (1)对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶
的总质量远小于小车的质量，故A、B错误；
使用打点计时器，应先接通电源，再释放小车，故C错误；
探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，故D正确.
(2)打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点
之间的时间间隔为T＝5×＝0.1 s，
根据Δx＝aT2，可得a＝＝2.40 m/s2
(3)根据牛顿第二定律可知2F－F＝ma，解得F＝1.0 N.
f f
9.(2022·新疆高三下第二次适应性检测)某实验小组利用如图所示装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，主
要实验步骤如下：a.测量出两光电门之间的距离L和遮光条的宽度d.
b.将四个相同的钩码都放在滑块上，从滑块上取一个钩码挂在细绳的牵引端，将滑块从光电门 1的右侧由
静止释放，记录遮光条通过光电门1和光电门2的时间Δt、Δt.计算出滑块的加速度a.
1 2 1
c.再依次从滑块上取下钩码增加到牵引端，重复上述步骤，分别计算出滑块的加速度a、a、a.
2 3 4
d.在a－m(m为牵引端钩码总质量)坐标系中描点，再用直线拟合，根据图象计算出滑块与桌面间的动摩擦
因数.
结合上述实验步骤完成下列任务：
(1)用图中的螺旋测微器测得遮光条的宽度d＝________ mm；
(2)关于实验原理及操作，下列说法正确的是________.
A.实验时必须平衡摩擦力
B.滑轮与滑块间的细绳必须与木板平行
C.必须保证牵引端钩码总质量远小于滑块、遮光条和其上剩余钩码的总质量
D.本实验必须要测量滑块的质量
(3)由步骤b计算出的滑块加速度a＝________；(用题目中所给的字母表示)
(4)a－m图象中图线在a轴上截距的绝对值为b，已知重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝
________.
【答案】 (1)3.113(3.111～3.114均可) (2)B (3) (4)
【解析】 (1)主尺读数为3 mm，主尺轴线跟可动部分的11和12之间对齐，根据螺旋测微器的读数规则可
知遮光条的宽度
d＝3 mm＋0.113 mm＝3.113 mm(2)由实验原理可知，实验不需要平衡摩擦力，故A错误；
滑轮与滑块间的细绳必须与木板平行，则拉力与木板平行，滑动摩擦力F＝μF ＝μMg，故B正确；
f N
因为加速度的计算不会由于C项中原因产生误差，故C错误；
不需要测量滑块质量，a计算出后，关于a－m图象，m为牵引端钩码总质量，与滑块质量无关，故D错误.
(3)由v＝
可得v＝，v＝
1 2
v2－v2＝2aL
2 1
即a＝＝
(4)由牛顿第二定律可得mg－μ(M－m)g＝Ma
则a＝(＋)m－μg
则有b＝|－μg|
μ＝.
10.(2022·四川成都市第二次诊断)如图所示为某实验小组设计的“用量角器和刻度尺测定动摩擦因数”的实
验装置。
(1)实验步骤为：①将小球和滑块用细绳连接，使其跨过固定的斜面，均处于静止状态；②剪断细绳，小球
自由下落，滑块沿斜面下滑，先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音；③保持小球和滑块的位置不变，
调整________________位置，重复以上操作，直到同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音；④用量角器
测出斜面的倾角θ，用刻度尺测出小球下落的高度H和滑块沿斜面运动的位移x。
(2)由实验可求得：滑块沿斜面运动的加速度和重力加速度的比值＝________；滑块与斜面间的动摩擦因数
μ＝________。
【答案】 (1)挡板 (2) tan θ－
【解析】 (1)本实验利用小球与滑块运动时间相等，结合运动学规律和牛顿第二定律进行处理，则保持小
球和滑块的位置不变，调整挡板的位置，重复以上操作，直到同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。(2)对滑块有x＝at2
对小球有H＝gt2得＝
由牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcos θ＝ma，得μ＝tan θ－＝tan θ－。
命题视角(二) 电阻的测定
电阻的测定是欧姆定律的重要应用，是整个电学实验的核心，是高考电学实验命题的热点。以教材中
伏安法测电阻为原形实验，变换出安安法、伏伏法、比较法、半偏法、替代法等多种不同的测量方式，综
合考查仪器选择、电路设计与分析、实验数据处理与误差分析，从而全方位考查考生的实验能力。
R＝
x
(内接法)
大电阻用内接法，测量结果偏大；小电阻用外接
伏安法
法，测量结果偏小，简记为“大内偏大，小外偏
小”
(外接法)
如果已知 的内阻R，则可测得 的内阻R＝
1 2
安安法
串联一定值电阻R 后，同样可测得 的内阻
0
R＝
2
两电表的满偏电流接近时，若已知 的内阻R ，
1
则可测出 的内阻R＝R
2 1
伏伏法
并联一定值电阻R 后，同样可得 的内阻R
0 2
＝测得电阻箱R 的阻值及 表、 表的示数I 、
1 1
比较法
I，可得R＝(电表阻值不计)
2 x
电阻箱与电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器
串联，R ＜R (测电流表内阻)
测 真
半偏法
电阻箱与电压表串联，滑动变阻器为小电阻的变
阻器，R ＞R (测电压表内阻)
测 真
调整R，使S、S 均闭合与S、S 均闭合时电流
0 1 3 1 2
替代法
表示数相等，则R＝R
x 0
(电流等效替代)
调整R，使S、S 均闭合与S、S 均闭合时电压
0 1 3 1 2
表示数相等，则R＝R
x 0
(电压等效替代)
1．(2022·潍坊五校联考)某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆
环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径d，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下
实验进行测量，已知该元件的长度L及电阻率ρ。
(1)用螺旋测微器测元件的外径D，结果如图乙所示，该读数为________mm。(2)用多用电表测出其阻值，多用电表的“Ω” 挡有“×1”“×10”“×100”“×1 k”四挡，选用“×100”挡测量时，
发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图丙所示，则该元件的电阻为
________Ω。
(3)为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：
A．电流表A(量程50 mA，内阻r＝100 Ω)
1 1
B．电流表A(量程150 mA，内阻r 大约为40 Ω)
2 2
C．电流表A(量程3 A，内阻r 大约为0.1 Ω)
3 3
D．滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)
E．直流电源E(9 V，内阻不计)
F．导电元件R
x
G．开关一只，导线若干
请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。
(4)若测得该元件的电阻为R，则元件的内径d＝________________。(用已知量和所测物理量的符号表示)
【答案】：(1)6.005 (2)90 (3)见解析图 (4)
【解析】：(1)螺旋测微器的固定刻度为6.0 mm，可动刻度为0.5×0.01 mm＝0.005 mm，所以最终读数为
6.0 mm＋0.005 mm＝6.005 mm。
(2)选用“×100”挡测量时，发现指针偏转角度过大，则说明所选挡位较大，应选择相邻小倍率挡，则选用
的是“×10”，由图可知，该元件的电阻为9×10 Ω＝90 Ω。
(3)由于实验器材中没有电压表，但电流表A 内阻已知，且电流表A 能测最大电压为U ＝50×10－3×100 V
1 1 max
＝5 V，
则可将电流表A 充当电压表，由于测量过程中流过电阻的电流不宜太大，则电流表选A ，为了多测量数
1 2据而减小误差，则滑动变阻器应用分压式，由于电流表A 的内阻未知，则用外接法，电路图如图所示。
2
(4)由电阻定律有R＝ρ ＝ρ
解得d＝ 。
2.(2021·浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R的阻值。
(1)因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关 S，将滑
动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U ＝1.65 V，电流表的示数如图
1
乙所示，其读数I ＝________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U ＝1.75 V，I ＝0.33 A。由
1 2 2
此可知应采用电流表________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：
①器材与连线如图丙所示，请在虚线框中画出对应的电路图；②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电
流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图丁所示。则待测电阻 R ＝________Ω。此方法
x
________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是
____________________________________________________________________________________________
________________________________________________。
【答案】 (1)0.34(0.33～0.34) 外
(2)①见解析图 ②5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释)
【解析】 (1)由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A；电压的百分比变化为η ＝×100%＝5.7%，电流的百
1
分比变化为η＝×100%＝2.9%，电压表的示数变化更明显，说明电流表电阻较大，应采用外接法。
2
(2)①电路图如图所示
②两次实验中电流相同，据I＝＝知R＝R ，电阻箱读数即为待测电阻阻值即R＝5 Ω；电阻箱的最小分度
x 0 x
和待测电阻阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为 5.4 Ω，则实验只能测得其为R＝5
x
Ω，误差较大。
3．(2022·西宁一模)某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验中：(1)如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D＝________mm。
(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝R 的电阻，供选择的仪器如下：
x
①电流表A(内阻为r)；
1
②电流表A；
2
③滑动变阻器R(0～1 000 Ω)；
1
④滑动变阻器R(0～20 Ω)；
2
⑤蓄电池(2 V)；
⑥开关S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择__________(选填“R”或“R”)；在图丙中按图乙用笔画线代替导线连接实物图。
1 2
(4)闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录A 、A 的读数I 、I ，通过调节滑动变阻器，得到多组实
1 2 1 2
验数据；以I 为纵坐标，I 为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据II 图像的斜率k及电流表A 内阻
2 1 2 1 1
r，写出金属丝电阻的表达式R＝________。
x
(5)测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率ρ＝________(用k、D、L、r表示)。
【答案】：(1)2.500 (3)R 见解析图 (4) (5)
2
【解析】：(1)螺旋测微器测量金属丝的直径D＝2 mm＋50.0×0.01 mm＝2.500 mm。
(3)根据电路原理图可知，滑动变阻器是分压式接法，所以滑动变阻器要选择较小的R。
2
根据电路原理图，实物图连线如图所示。
(4)根据欧姆定律可知金属丝电阻R＝，变形得I＝1＋I，所以II 图像的斜率k＝1＋，变形得R＝。
x 2 1 2 1 x(5)根据电阻定律得R＝ρ，解得ρ＝＝。
x
4.(2022·哈尔滨三中模拟)某同学采用“半偏法”测量一个量程为 3 V的电压表的内阻(约3 kΩ)，电路图如
图所示。
(1)要使测量值尽量准确，除了选用电源、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用
________(选填“A”或“B”)，电阻箱中选用________(选填“C”或“D”)，电源中选用________(选填“E”或
“F”)。
A.滑动变阻器(0～50 Ω)
B.滑动变阻器(0～2 kΩ)
C.电阻箱(0～999.9 Ω)，阻值最小改变量为0.1 Ω
D.电阻箱(0～9 999.9 Ω)，阻值最小改变量为0.1 Ω
E.电源电动势1.5 V，内阻可忽略
F.电源电动势4.5 V，内阻可忽略
(2)该同学在测量电压表的内阻时，实验步骤如下：
①按实验原理图连接好电路，把开关S 、S 断开，把滑动变阻器的滑片P置于________(选填“a”或
1 2
“b”)；
②闭合开关S、S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3.00 V；
1 2
③保持P位置不变，再断开开关S ，调节电阻箱的阻值使电压表的示数为1 V，此时电阻箱的阻值为6.2
2
kΩ，则被测电压表内阻的测量值R ＝________ kΩ。
V
(3)电压表内阻R 的测量值R 和真实值R 相比，R ________(选填“略大于”“略小于”或“等于”)R 。
V 测 真 测 真
【答案】 (1)A D F (2)①a ③3.1 (3)略大于
【解析】 (1)本题滑动变阻器采用分压式接法，为了操作方便应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选A；因为本实验是采用“半偏法”测电压表的内阻，电压表半偏时，电阻箱的阻值认为等于电压
表的内阻，电压表的内阻值大约为3 kΩ，所以电阻箱选D；由于电压表量程为3 V，并且(2)中电压表示数
要调到3 V，所以电源只能选F。
(2)①按实验原理图连接好电路，把开关S、S 断开，为了保证开关闭合时电路的安全，让测量电路中的电
1 2
压由零开始调节，把滑动变阻器的滑片P置于a端；③电阻箱和电压表串联的总电压是3.0 V，调节电阻箱
使电压表示数为1.0 V时，电阻箱上分压为2.0 V，根据串联电路电压与电阻成正比，得被测电压表内阻的
测量值R ＝×6.2 kΩ＝3.1 kΩ。
V
(3)实验中当S 断开时，电阻箱和电压表串联，再与滑动变阻器并联，则此时电阻箱和电压表两端电压略大
2
于3 V，认为电阻箱和电压表两端电压仍为3 V，故调节电阻箱R 的阻值使电压表指针指到1.0 V位置，此
0
时电阻箱的电压大于2.0 V，故电阻箱的电阻大于电压表的电阻的2倍，即电压表内阻测量值偏大。
5．(2022·合肥模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻
值。所用器材有电流表A 、A ，电阻箱R 、滑动变阻器R 、待测铅笔芯R、电源E、开关S及导线等。操
1 2 1 2 x
作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；
记录两个电流表A、A 的示数分别为I、I。
1 2 1 2
请回答以下问题：
(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I＝______I 时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。
2 1
(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为________ mm。
(3)已测得该笔芯的长度L＝20.00 cm，电阻箱R 的读数为5.00 Ω，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电
1
阻率ρ＝________Ω·m。(结果保留3位有效数字)
(4)若电流表A 的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值________真实值(填“大于”“小
2
于”或“等于”)。
【答案】：(1) (2)1.000 (3)1.96×10－5 (4)小于【解析】：(1)由并联电路特点可知，当I＝ I 时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等；
2 1
(2)螺旋测微器的读数为1.000 mm；
(3)由公式R＝ρ可计算出笔芯的电阻率为1.96×10－5 Ω·m；
(4)电流表A 的内阻不能忽略时，电流表A 与电阻箱的电阻之和等于待测笔芯的电阻，即电阻的测量值小
2 2
于真实值。
6. (2022·山东卷，14)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：
干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)；
电流表A(量程10 mA，内阻为90 Ω)；
1
电流表A(量程30 mA，内阻为30 Ω)；
2
定值电阻R(阻值为150 Ω)；
0
滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)；
待测电阻R；
x
开关S，导线若干。
测量电路如图所示。
(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R 接入电路；闭合开关，
0
调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为________(选填“A”或“A”)；若
1 2
不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________ Ω。
(2)断开开关，保持滑片的位置不变。用 R 替换R ，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则R 的测
x 0 x
量值为________ Ω。
(3)本实验中未考虑电池内阻，对R 的测量值________(选填“有”或“无”)影响。
x
【答案】 (1)A 60 (2)100 (3)无
1【解析】 (1)若不考虑电池内阻，且在电池两端只接R 时，电路中的电流约为
0
I＝＝ A＝10 mA，因I< mA，
则该同学选用的电流表应为A；
1
若不考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有
E＝(R＋R＋R )，计算出R＝60 Ω。
0 A1
(2)断开开关，保持滑片的位置不变，用R 替换R，闭合开关后，
x 0
有E＝(R＋R＋R )
x A1
代入数据有R＝100 Ω。
x
(3)若考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝[(R＋r)＋R＋R ]
0 A1
E＝[(R＋r)＋R＋R ]
x A1
联立计算出的R 不受电池内阻r的影响。
x
7.(2022·四川成都二模)为将一只毫安表A(量程3 mA，内阻约几十欧姆)改装成量程为1.5 V的电压表，实验
室提供了下列器材：电源E(电动势约6 V，内阻不计)；滑动变阻器R(0～50 Ω)；滑动变阻器R(0～5
1 2
kΩ)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关两个、导线若干。
某同学先按图示电路连接线路，测量表A的内阻。他的操作步骤如下：
a.将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合S 后调节变阻器的阻值，使表A的指针满偏；
1
b.闭合S 保持变阻器的阻值不变，调节电阻箱R的阻值，使表A的指针偏转到量程的位置；
2
c.记下R的阻值为30.0 Ω。
(1)上述实验中，滑动变阻器应选用________(选填“R”或“R”)。
1 2
(2)表A的内阻测量值R ＝________ Ω。此测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)表A内阻的
A真实值。
(3)若取表A内阻的测量值R 进行计算，为达成改装的目的，可将表 A与电阻箱R________(选填“串联”
A
或“并联”)，且将电阻箱R的阻值调到________ Ω。
【答案】 (1)R (2)30.0或30 小于 (3)串联 470.0或470
2
【解析】 (1)毫安表A的量程3 mA，则电路中的最大电流为3 mA，电路的最小电阻为R＝＝ Ω＝2 000
Ω，故滑动变阻器应选用R。
2
(2)实验中用半偏法测电表的内阻，所以R的阻值即为电表的测量值，则表A的内阻测量值R ＝30 Ω，由
A
于闭合S ，电阻箱R并入电路，电路的总电阻变小，干路电流变大，而流过毫安表的电流为满偏的一半，
2
所以流过电阻箱R的电流大于满偏的一半，根据并联电路的特点，可知电阻箱 R的阻值小于毫安表的内阻，
即测量值小于表A内阻的真实值。
(3)应把毫安表与电阻箱串联，改装成电压表，量程为1.5 V，则有U＝I(R ＋R)，则将电阻箱R的阻值调到
g A
R＝470 Ω。
8.(2022·河南开封二模)某同学利用如图所示的电路测量多个物理量。实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源(内阻r约为1 Ω)
电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)
1
电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)
2
电压表V(内阻约为2 kΩ)
电流表A(内阻约为2 Ω)
灵敏电流计G，两个开关S、S
1 2
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R 和R 至最大，闭合开关S 和S ，再反复调节R 和R ，使电流计G的示
1 2 1 2 1 2数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R、电阻箱R 的示数分别为0.41 A、12.0 V、30.0 Ω、28.2 Ω；
1 2
②反复调节电阻箱R 和R(与①中的电阻值不同)，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示
1 2
数分别为0.60 A、11.7 V。
回答下列问题：
(1)步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势差U ＝________ V；A和 C两点的电势
AB
差U ＝________ V；A和 D两点的电势差U ＝________ V。
AC AD
(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表V的内阻R ＝________ Ω；电流表A的内阻R ＝________
V A
Ω。
(3)结合步骤①步骤②的测量数据，电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。
【答案】 (1)0 12.0 －12.0 (2)1 200 1.07 (3)12.65 1.58
【解析】 (1)电流计G的示数为0时，A、B两点电势相等，即U ＝0
AB
电压表示数即为A、C两点电势差，即
U ＝12.0 V
AC
由闭合电路欧姆定律可知，D、A和A、C之间电势差相等，故U ＝－12.0 V。
AD
(2)由于电流计G的示数为0，所以电流表的示数等于电压表的电流与电阻R 的电流之和，则在步骤1中，
1
通过电压表的电流I ＝I－
V 1
电压表的内阻R ＝＝＝ Ω＝1 200 Ω
V
左右两个电源两极间的电压相等，则有
U＝I(R ＋R)
1 1 A 2
解得电流表的内阻R ＝－R＝ Ω－28.2 Ω＝1.07 Ω。
A 2
(3)根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir
1 1
E＝U＋Ir
2 2
代入数据解得E＝12.65 V
r＝1.58 Ω。9.(2022·山东临沂市一模)在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值，
设计了如图所示的电路．除了金属电阻R 外，还提供的实验器材有：
x
学生电源E，灵敏电流计G，滑动变阻器R、R，定值电阻R 、R ，电阻箱R ，开关S，控温装置，导线若
s 1 2 0
干．
①按照电路图连接好电路后，将R 调至适当数值，R的滑片调至最右端，R 的滑片调至最下端，闭合开关
0 s
S；
②把R的滑片调至适当位置，调节R ，并逐步减小R 的阻值，电流计G指针不发生偏转，记录R 的阻值
0 s 0
和R 的温度；
x
③多次改变温度，重复实验；
④实验完毕，整理器材．
根据上述实验回答以下问题：
(1)上述②中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势________(选填“大于”“等于”或“小于”)b点电势．
(2)用R、R、R 表示R，R＝________.
0 1 2 x x
(3)本实验中R 的作用为_________________________________________________．
s
(4)若只考虑系统误差，用该方法测得的R 的阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)R 的真实值．
x x
【答案】 (1)等于 (2)·R (3)保护电流计 (4)等于
0
【解析】 (1)电流计G指针不发生偏转，说明电流计中无电流，即a点电势等于b点电势．
(2)设R、R 支路电流为I，R、R 支路电流为I，当a点电势等于b点电势时，
1 x 1 0 2 2
IR＝IR，IR＝IR，
1 1 2 2 1 x 2 0
得R＝·R.
x 0
(3)本实验中R 的作用为保护电流计．
s
(4)本实验没有系统误差，故R 测量值等于真实值．
x
10.(2022·广西桂林市第一次联合调研)利用如图所示电路测量一量程为300 mV的电压表的内阻R (约为300
V
Ω)．某同学的实验步骤如下：①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合电键S ，并将电阻箱R 的阻值调到
2 0
较大；
②闭合电键S，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到最大刻度；
1
③保持电键S 闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开电键S，调整电阻箱R 的阻值大小，使电压表的
1 2 0
指针指到最大刻度的三分之一；读出此时电阻箱的阻值R＝596 Ω，则电压表内电阻R ＝____________ Ω.
0 V
实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9 Ω)、电池(电动势约1.5 V，内阻可忽略不计)、导
线和电键之外，还有如下可供选择的实验器材：
A．滑动变阻器：最大阻值200 Ω
B．滑动变阻器：最大阻值10 Ω
C．定值电阻：阻值为20 Ω
D．定值电阻：阻值为200 Ω
根据以上设计的实验方法，回答下列问题．
(1)为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用________，定值电阻R′应选用
________________(填写可供选择实验器材前面的序号)．
(2)对于上述的测量方法，从实验原理分析可知，在测量操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量
值R ________真实值R (填“大于”“小于”或“等于”)，此误差属于________误差(填“偶然”或者
测 V
“系统”)，且在其他条件不变的情况下，R 越大，其测量值R 的误差就越________(填“大”或“小”)．
V 测
【答案】 298 (1)B C (2)大于 系统 小
【解析】 由实验原理可知，电压表的指针指到最大刻度的三分之一，因此电阻箱分得总电压的三分之二，
根据串联电路规律可知，R ＝＝298 Ω，故电压表内阻为298 Ω.
V
(1)该实验中，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选择
B；定值电阻起保护作用，因电源电动势为1.5 V，若保护电阻太大，则电路中电流太小，实验无法实现，
故定值电阻应选用C.
(2)从实验原理分析可知，当再断开开关S，调整电阻箱R 的阻值，当电压表指到最大刻度的三分之一时，
2 0
闭合电路的干路电流将减小，故内电压降低，路端电压升高，从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大．而电阻箱R 两端的电压大于电压表电压的2倍，所以电压表内阻测量值大于真实值；本误差是由实验原理
0
造成的，属于系统误差．在其他条件不变的情况下，R 越大，滑动变阻器并联部分两端电压变化越小，其
V
测量值R 的误差就越小．
测
命题视角(三) 电表的改装与校准
实验室中通常使用的机械式电表有电流表、电压表及多用电表，这些电表都是由小量程的电流表 G(表
头)经过改装再校准而制成的，是欧姆定律的具体应用，也是高考命题的热点。
1．电流表的改装
(1)原理：部分电路欧姆定律。
(2)改装电路：
(3)分流电阻R的大小：R＝＝。
2．电流表的校准
(1)校准电路：
(2)校准过程：
①移动滑动变阻器的滑片，使电路中的标准电流表取不同数值，校对改装成的电流表的示数是否相同。
②对分流电阻进行补偿设改装电流表满偏时，标准电流表的示数为I ，改装电流表的量程为I，则I ＝I＋。若I ＞I，说明分流电
A A g A
阻偏小，应增大些，若I ＜I，说明分流电阻偏大，应减小些。
A
1.某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为 1 200
Ω，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)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)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．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
(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1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
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kR的电阻即可，其中k＝________。
【答案】(1)见解析图 (2)C (3)AC (4)
【解析】(1)将量程为250 μA的微安表改装成量程为20 mA的电流表，需要将定值电阻与微安表并联。实物连线如图所示。
(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的刻度为160.0 μA，根据比例关系得，
当微安表指针到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程。选项C正确。
(3)根据IR＝(I－I)R得I＝＋I
g g g g
出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于 1 200 Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电
阻偏小。选项A、C正确。
(4)若微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U＝(25－0.25)×10－3R
U＝(20－0.25)×10－3kR
解得k＝。
2.(2022·安徽A10联盟开年考)用伏安法测定一个待测电阻R 的阻值(阻值约为110 Ω)，实验室可提供如下器
x
材：
电源E：电动势4 V，内阻忽略不计；
电流表A：量程0～15 mA，内阻为100 Ω；
1
电流表A：量程0～0.6 A，内阻约为0.3 Ω；
2
电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ；
1
电压表V：量程0～15 V，内阻约15 kΩ；
2
滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω；
定值电阻R：阻值为10 Ω；
1
定值电阻R：阻值为100 Ω；
2
开关S、导线若干．(1)实验要求尽可能准确地测量R 的阻值，电流表应选__________，电压表应选__________．(填字母代号)
x
(2)在图甲虚线框中画出测量R 阻值的完整电路图，并在图中标明器材代号．
x
(3)调节滑动变阻器R，当电压表的示数为2.60 V时，电流表的指针所指刻度如图乙所示，可读出电流表的
示数是________ mA，则待测电阻R 的阻值为________ Ω.
x
【答案】 (1)A V (2)见解析图 (3)8.0 112.5
1 1
【解析】 (1)电路中可能出现的最大电流约为I＝＝ A≈36 mA，可用电流表A 与定值电阻R 并联，相当
1 2
于量程为30 mA的电流表；电源电动势为4 V，则电压表选择V；
1
(2)由于电流表与定值电阻并联部分的电阻已知，故电压表外接；滑动变阻器用分压接法，电路如图：
(3)电流表量程为15 mA，最小刻度为0.5 mA，则电流表的示数是8.0 mA，此时通过待测电阻R 的电流为
x
16 mA，则待测电阻R 的阻值为R＝－＝ Ω－50 Ω＝112.5 Ω.
x x
1．电压表的改装
(1)原理：部分电路欧姆定律。
(2)改装电路：
(3)分压电阻的大小：R＝＝。
2．电压表的校准(1)校准电路：
(2)校准过程：
①移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数逐渐增大，核对改装电压表与标准电压表示数是否相同。
②对分压电阻进行补偿
设改装电压表满偏时标准电压表的电压示数为U ，改装电压表的量程为U，则U ＝I(R＋R)。若U ＞U，
V V g g V
则应使分压电阻R减小，若U ＜U，则应使分压电阻R增大。
V
3.(1)甲同学要把一个量程为200 μA的直流电流计G改装成量度范围是0～4 V的直流电压表。
①他按如图甲所示的电路用半偏法测定电流计G的内电阻r，其中电阻R 约为1 kΩ。为使r 的测量值尽量
g 0 g
准确，在以下器材中，电源E应选用__________，电阻器R 应选用__________，电阻器R 应选用________。
1 2
(选填器材前的字母)
A．电源(电动势1.5 V)
B．电源(电动势6 V )
C．电阻箱(0～999.9 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1 kΩ)F．电位器(0～51 kΩ)
②该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R 的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是
2
__________，__________，__________，__________，最后记录R 的阻值并整理好器材。(请按合理的实
1
验顺序，选填下列步骤前的字母)
A．闭合S
1
B．闭合S
2
C．调节R 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
2
D．调节R 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
2
E．调节R 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
1
F．调节R 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
1
③如果所得的R 的阻值为300.0 Ω，则图甲中被测电流计G的内阻r 的测量值为__________Ω，该测量值
1 g
__________实际值(选填“略大于”“略小于”或“等于”)。
④给电流计G________联(选填“串”或“并”)一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装
为量程4 V 的电压表。
(2)乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表V、一个电池组E、一个滑
0
动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。
①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的电流计G直接与电压表V 校准。请你画完图乙虚线框中的校
0
准电路图。
②实验中，当定值电阻R选用17.0 kΩ时，调整滑动变阻器R′的阻值，电压表V 的示数是4.0 V时，电流
0
计G的指针恰好指到满量程的；当R选用7.0 kΩ时，调整R′的阻值，电压表V 的示数是2.0 V时， 电流
0计G的指针又指到满量程的。
由此可以判定，电流计G的内阻r 为___________kΩ，满偏电流I 为__________mA。若要将电流计G改装
g g
为量程是15 V的电压表，应配备一个________kΩ的电阻。
【答案】(1)①B C F ②B C A E ③300.0 略小于 ④串 19.7 (2)①见解析图
②3.0 0.5 27.0
【解析】(1)①选择电动势为6 V的电源B，电阻器R 需要能读出电阻数值，故用电阻箱C，电阻器R 的选
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择可从电源电动势和电流计的量程判断出，应选择电位器F。②本实验应先闭合S ，调节R 的阻值，使电
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流计指针达到满刻度，然后闭合S ，调节R 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半，故合理顺序为
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B、C、A、E。③因为整个电路电流基本不变，在调节R 使电流计指针偏转到满刻度一半时，R 也分得相
1 1
同电流，故电流计电阻和R 电阻相等，为300.0 Ω；由于S 闭合后电路实际电阻减小，总电流增大，R 分
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得电流要大于电流计分得的电流，由并联电路特点知，该测量值略小于真实值。④改装成电压表需将电流
计串联一个电阻R，由欧姆定律可知，U＝I(r＋R)，将上述数据代入可得R＝19.7 kΩ。
g g
(2)①校准电压表时，将改装电压表和标准电压表并联起来研究，电路如图所示
②由并联电路特点和欧姆定律知：U＝(R＋r)×I，当R选用17 kΩ时，4.0 V＝(17 kΩ＋r)×I ，当R选用7
g g g
kΩ 时，2.0 V＝(7 kΩ＋r)×I ，结合两式可解得：r＝3.0 kΩ，满偏电流I ＝0.5 mA。若要将电流计改装为
g g g g
量程是15 V的电压表，由U＝I(r＋R )知，R ＝27.0 kΩ。
g g 串 串
1．欧姆表的改装
(1)原理：闭合电路欧姆定律。
(2)改装电路：如图所示。
(3)欧姆表内阻：红、黑表笔短接，调节调零电阻R，使电流表满偏时，I＝＝，可得：R ＝＝R＋r＋R。
g 内 g
(4)待测电阻R 与电流表示数I 的对应关系：
x x
I＝＝。
x
当I＝0时，R→∞；当I＝I 时，R＝R ；当I＝I 时，R＝R ；当I＝I 时，R＝3R ；当I＝I 时，R＝
x x x g x 内 x g x 内 x g x 内 x g x
7R ……最后，再将原表盘的电流刻度值按照上述规律标出其电阻值，完成改装。
内
2．欧姆表的校准
先进行欧姆表调零，再将欧姆表红、黑表笔与电阻箱相接，校准时可采用两种方式：①使指针指示不同的
角度，使电流分别等于I ，I ，I ，I……直接将电阻箱阻值替换原标称电阻的值；②使电阻箱分别取不同
g g g g
的值，如1 Ω，5 Ω，10 Ω，15 Ω……在指针所指的位置直接标出电阻箱上的示数。两种方法均不管电源电
动势和满偏电流的数值是否正确。
4.某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表
的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R(阻值14 kΩ)，滑动变阻
0
器R(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝
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1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器 R接入电路的电阻应为________Ω；滑动
变阻器选________(填“R”或“R”)。
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(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记
录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱
旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。
【答案】(1)见解析图 900 R (2)45 5 (3)0 35 000.0
1
【解析】 (1)实物连线如图所示。
欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即 R ＝r＋R ＋R ＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R
内 0 A 2
的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R。
1
(2)根据闭合电路欧姆定律，得I＝和I＝，代入数据解得R＝45 kΩ，R＝5 kΩ。
a b a b
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行欧姆调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表
指针指在0 kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1 000×5＋10 000×3)Ω＝35 000.0 Ω。
5.(2022·安徽六安市质量检测)图甲为某多用电表的简化电路图，已知图中电源电动势为15 V，内阻可忽略，
灵敏电流计量程为0～100 mA，内阻为20 Ω.(1)已知选择开关接1时，改装后电流表的量程为0～200 mA，则R＝________Ω；
0
(2)当选择开关接2时，欧姆表的中值电阻为________Ω；
(3)现利用图乙所示电路测量某种电池(电动势约1.5 V，内阻约几欧姆)的电动势和内阻．将多用电表选择开
关接1后接入电路，连接好电路，闭合开关S，多次改变电阻箱的阻值，读出对应的多用电表的读数I并作
出－R图线，如图丙所示．根据－R图线求出电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保
留两位有效数字)
【答案】 (1)20 (2)75 (3)1.4 4.3
【解析】 (1)由闭合电路欧姆定律得R＝＝20 Ω
0
(2)R ＝R ＝＝75 Ω
中 内
(3)由闭合电路欧姆定律：E＝I(R＋R ＋r)
A
变形得＝R＋，由图象的斜率和截距可得
E≈1.4 V，r≈4.3 Ω.
6.(2022·湖南卷，12)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图7所示，R 为调零
0
电阻(最大阻值为R )，R、R 、R 为定值电阻(R＋R I；
m n
(2)当开关S拨向n时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关
S拨向n时对应欧姆表的挡位倍率较大，即×10；
(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位，即开关S从m拨向n，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，
为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计G所在支路的电流，所以需要将R 的滑片向上调节；
0
(4)设欧姆表内部等效电阻为R，根据闭合电路欧姆定律有，I＝，I＝，I＝，联立解得R＝400 Ω。
g g g x
