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必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题6 电流表内阻的测量和改装
1.. (2024 年3 月福建泉州质检) 某同学在探究实验时,需要测量电流表
的准确内阻,实验室提供的器
材有:
待测电流表
(量程为150mA,内阻约为
)
电源E(电动势为3V,内阻较小)
电压表V(量程为15V,内阻约为
)
电流表A(量程为300mA,内阻约为
)
定值电阻
(阻值为
)
滑动变阻器R(
,额定电流为2A)
开关、导线若干
在尽可能准确地测量出电流表
的内阻
的情况下,请完成下列问题:
(1)某同学设计了如图甲电路图,虚线方框中应接入______(选填“V”或“
”);
(2)按图甲电路,用笔画线表示导线,将图乙中实物图连接完整;( )
(3)开关闭合前,图乙中滑动变阻器滑动片P 应处于______端(选填“左”或“右”);
(4)若某次实验,电流表
的示数为
,电流表A 的示数为I,则电流表
的内阻
______。(选用
1
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、I、
或电压表的示数U 表示)
【参考答案】(1)
(2)
(3)左
(4)
【名师解析】(1)由于电压表量程为15V,比电源电动势3V 大得多,若用电压表测电压,测量误差比较
大,不能够做到尽可能准确地测量出电流表
的内阻
,由于定值电阻
的阻值与电流表
的内阻差
不多,而电流表A 的量程为电流表
的量程的两倍,为了尽可能准确测量,可以采用双安法测量,即虚
线方框中应接入
。
(2)结合上述,根据图甲的原理电路图,用笔画线表示导线,将图乙中实物图连接完整如图所示。
(3)根据上述可知,控制电路采用滑动变阻器的分压式接法,为了确保安全,开关闭合前,图乙中滑动
变阻器滑动片P 应处于左端,使输出的初始电压为0。
2
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(4)根据欧姆定律有
解得:
2. (2024 河南驻马店期末)张同学利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,微安表的满偏电流
Ig=100μA。
(1)请帮助张同学根据图甲完成如图乙所示的实物连接。______
(2)正确连接好实验电路后,张同学先保持开关
断开,闭合开关
,调节
的阻值,使微安表的指针
满偏;保持开关
闭合,再闭合开关
,保持
的阻值不变,调节
的阻值,若当
的阻值为
时,
微安表的示数为60μA,则该微安表内阻的测量值
______
。
(3)本实验中,若操作及读数均无误,则微安表内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小
于”)真实值。
【参考答案】 ①.
②. 298 ③. 小于
【名师解析】
(1)[1]根据图甲完成如图乙所示的实物连接,如图所示
3
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(2)[2]实验采用了半偏法测电阻,实验中,闭合开关
前后,认为电路的干路电流保持不变,根据欧姆
定律有
解得
(3)[3]根据上述有
实际上,闭合开关
后,电路的总电阻变小,干路电流变大,则通过
的电流
大于
(100-60)μA =40μA
可知,微安表内阻的测量值小于真实值。
3. (2024 安徽合肥一中等省10 联考)用来改装电表的检流计有两个重要参量,即灵敏度Ig和内阻Rg。Ig
指的是检流计指针满刻度时通过表头的电流,这个电流越小其灵敏度越高;Rg是检流计线圈的电阻(内
阻)。知道Ig和Rg就可依据欧姆定律进行电表改装的设计。小明用如图所示的半偏法来测量灵敏度
Ig=100µA 的检流计的内阻Rg。
4
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(1)电源电动势为6V,为使Rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电压表V 应选用________,电阻箱Rs
应选用________,定值电阻R0应选用________(选填下列器材前的字母)。
A.电压表(0~6V,内阻约3kΩ)
B.电压表(0~6V,内阻约15kΩ)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.电阻箱(0~999Ω)
E.定值电阻(2kΩ)
F.定值电阻(50kΩ)
(2)在开关S1、S2断开的情况下,检查电路连接无误后,闭合S1,调节滑片C,使检流计指针偏转到满刻
度,后续的实验操作步骤依次是:________,________。最后记录Rs的阻值并整理好器材。(请按合理的
实验顺序,选填下列步骤前的字母)
A.调节滑片C,使检流计指针偏转到满刻度的一半
B.调节Rs的阻值,使检流计指针偏转到满刻度的一半
C.闭合S2
D.调节Rs的阻值,使检流计指针偏转到满刻度
(3)如果实验中检流计指针偏转到满刻度的一半时,Rs的阻值为480.0Ω,则被测电流计G 的内阻Rg的值
为________Ω,该测量值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值
【参考答案】 (1) ①. B ②. C ③. F (2) ④. C ⑤. B
(3)⑥. 480.0 ⑦. 小于
【名师解析】
(1)[1][2][3]电压表的内阻越大对电路影响越小,故为使Rg的测量值尽量准确,电压表V 应选B,电阻箱
C 读数更精确,测量结果更准确,故Rs应选用C,定值电阻R0越大,S2闭合后对电路影响越小,故定值电
阻R0应选用F。
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(2)[4][5]需要先闭合S2,再调节Rs
阻值,使检流计指针偏转到满刻度的一半,故正确的操作顺序依次
为CB。
(3)[6]闭合S2后,认为分压电路的电流不变,检流计指针偏转一半,说明被测检流计G 的内阻Rg和Rs的
电阻相等,即被测电流计G 的内阻Rg的值为480.0Ω;
[7]实际上闭合S2后,分压电路的电阻变小,电流变大,检流计指针偏转一半,则通过Rs的电流大于检流
计的电流,则检流计G 的内阻Rg比Rs的电阻大,故该测量值略小于实际值。
4. (2024 湖北武汉江岸区调考)某同学测量一个满偏电流Ig=50μA 的微安表
的内阻并将其改装成量程
较大的电流表。利用的实验器材有:电动势为E 的直流电源,电流表
(内阻rA=5.0Ω),微安表
(内
阻rg待测),滑动变阻器R,开关S,导线和不同阻值的电阻若干。
请完成下列填空:
(1)在答题卡上将图1 中所示的器材符号连线,画出测量G 表内阻的实验电路原理图_______________;
(2)先闭合开关S,再调整滑动变阻器R,使电流表A 的示数为7.5mA,此时G 表的示数如图2 所示,则
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流过G 的电流是___________μA,G 表的内阻rg=___________Ω;
(3)给G 表并联一个R1
电阻,将其改装成较大量程的电流表,并将电路改成图3 进行校准,当发现G
表的示数为
时,标准电流表
的示数为0.21mA,则R1=_________Ω;改装的电流表实际量程是
0~_______μA。(第(3)问结果均保留一位小数)
【参考答案】 (1) ①.
(2) ②. 30.0 ③. 1250.0
(3)④. 250.0 ⑤. 300.0
【名师解析】
(1)[1]测量G 表内阻的实验电路原理图如图所示
(2)[2]由图可知流过G 的电流为
。
[3]G 表的内阻为
(3)[4]标准电流表A 与改装电流表串联,则
所以
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[5] 该电流表的实际最大量程为
5. (2024 山东德州期末)某物理兴趣小组将一个量程
的毫安表改装成量程
的电压表。
(1)先利用欧姆表测量了毫安表的内阻
,然后将合适的电阻
与该毫安表串联,从而改装成量程
的电压表,请写出电阻
的字母表达式
_______(用
、
、
表示);此后利用一只
同量程的标准电压表,连接成图甲所示电路,对改装后的电压表进行校对,但在滑动变阻器
从左到右调
节时,发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大,出现这种现象的可能原因是:
__________(回答一条即可);
(2)为更进一步准确测量毫安表的内阻,利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量,具体步骤如下:
①闭合开关
,调节滑动变阻器
、电阻箱
,分别记录毫安表的示数
、电流表
的示数
及电阻箱
的
数值;
②重复①的操作,记录多组不同
、
、
,作出
图像,如图丙所示,则毫安表的内阻为
_______
。
(3)改装时,应该把毫安表与阻值为_______
的定值电阻串联。
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【参考答案】 ①.
②. 测量毫安表内阻时,测得内阻偏大##定值电阻
偏小
③.
④. 2900
【名师解析】
【详解】(1)[1]根据电压表改装原理有
电阻
的字母表达式为
(2)[2]发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大,出现这种现象的可能原因是:测
量毫安表内阻时,测得内阻偏大或定值电阻
偏小。
(3)[3]根据电流关系可得
整理得
图象的斜率表示毫安表的内阻,则毫安表的内阻为
[4]改装时,毫安表与定值电阻串联,定值阻值为
6. (2024 山东威海银滩高中质检)现要测量一个满偏电流
的表头内阻并改装成量程为
和
的电流表。实验仪器如下:电源
(电动势为
),电流表(量程
,内阻
),滑动变
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阻器
,表头,开关,导线。电路图如图甲所示。
(1)先闭合开关,再调整滑动变阻器,使电流表
的示数为
,表头
的示数如图乙所示,则流过
的电流是_____________
,表头内阻
_____________
。
(2)将表头改装成量程为
和
的电流表,设计改装方式如图丙。
是改装后的电流
表的三个接线柱,
是正接线柱。则
的阻值为_____________
;
的阻值为_____________
(保留
三位有效数字)。
【参考答案】 ①. 30.0 ②. 300 ③. 5.45 ④. 21.8
【名师解析】
(1)[1]表头的满偏电流
,由图乙可知,流过
的电流是
;
[2]表头
与电流表A 并联,则
解得表头内阻
(2)[3][4]当接B 接线柱时与表头并联的电阻较小,分流较大,改装后的电流表的量程大,是3mA,则接
C 接线柱时改装后电流表的量程为0.6mA,所以
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,
,
解得
,
7. (2024 山东济宁一中2 月质检) 在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中,给出的器材有:
A.电流表(量程为0.6mA,内阻未知)
B.电阻箱(0~999.9Ω)
C.滑动变阻器(0~4kΩ)
D.电位器(0~20kΩ,电位器相当于滑动变阻器)
E.电源(电动势为1.5V,有内阻)
F.电源(电动势为9.0V,有内阻)
G.开关两个,导线若干
(1)首先用“三分之二偏法”测定电流表的内阻,若采用如图1 所示的电路测定电流表的内阻,并且想得
到较高的精确度,在以上给出的器材中,电阻R1应选用___________,电源应选用___________。(填写所
选仪器前的字母即可)
(2)该实验按照以下步骤操作:
A.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大
B.闭合S1,调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的
D.记下R2的阻值为400Ω
(3)图1 中被测电流表的内阻Rg的测量值为___________Ω。若仅考虑系统误差,则电流表内阻测量值比
实际值略___________(选填“大”、“小”)。
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(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表,其内部结构如图2 所示。若选用电动势为1.5V 的电源,则R3
应选用___________(填写所选仪器前的字母即可),此挡位欧姆表的中值电阻为___________Ω。
【参考答案】 (1) ①. D (2) ②. F (3) ③. 200 ④. 小 (4) ⑤. C ⑥. 2500
【名师解析】
(1)如图所示,设电源的电动势为E,内阻为r,S2打开时,设电流表满偏电流为
实验要求R1>>Rg,R1>>r,这样才有
当S2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值
R 并<Rg<<R1
这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于
,调节R2使电流表
偏为
,所以流过
R2的电流为
,所以
从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变的前提是
故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R1尽可能大,所以R1选用大量程的D,因电流表的满偏
电流确定,故电源电动势也要匹配地选用电动势较大的F。
(3)由以上分析可知,当F 中记录的R2阻值为400Ω,被测电流表的内阻Rg的测量值应为200Ω;当S2闭
合时,R2′和Rg并联,并联后总阻值R 并<Rg,而电阻R1不变,所以S2闭合后的干路电流比闭合前的总电流
要大,即电流大于Ig,而此时电流表支路的电流等于
,那么R2′支路的电流要大于
,那么其电阻
R2′<2Rg,所以用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小。
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(4)设电路中除电流表内阻Rg以外其它电阻的总电阻为R,根据全电路的欧姆定律可知
则
解得
R=2300Ω
故需要选滑动变阻器C。
(5)经过改装后的欧姆表总内阻
根据全电路的欧姆定律可知
当指针指示表盘正中央时,代表
可得
此即为欧姆表在此挡位的中值电阻值。
8. (2024 山东青岛市平度一中期末)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电
流和内阻。如图,他设计了一个用标准电流表G1校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路。已
知G1的量程略大于G2的量程,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。
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(1)实验过程包含以下步骤,合理的顺序为_________(填步骤的字母代号);
A.合上开关S2
B.分别将R1和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终示数
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终示数为r
E.合上开关S1
F.调节R1使G2的达到满偏,记下此时G1的示数I1
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比____________,若没有电
流表G1,电路图其他元件的连接方式不变,G2内阻的测量值与真实值相比___________(选填“偏大”
“偏小”或“相等”);
(3)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验中测量的结果,则需在G2上并联的分流电阻
的表达式
___________。
【参考答案】 ① BEFADC ②. 相等 ③. 偏小 ④.
【名师解析】
(1)[1]根据半偏法测电表内阻的步骤可得正确顺序为闭合开关前将R1和R2的阻值调至最大,以免烧坏电
流表,合上开关S1,调节R1使G2的达到满偏,记下此时G1的示数I1,合上开关S2,反复调节R1和R2的阻
值,使G1的示数仍为I1,G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终示数为r,记下R2的最终示数,即
顺序为BEFADC.
(2)[2]由原理可知,表头与电阻并联,则当电流达到半偏时,两并联电阻相等,即用上述方法得到的
内阻的测量值与真实值相比相等;
[3]若没有电流表G1,电路图其他元件的连接方式不变,合上开关S2后,电路中总电阻变小,流过
的电
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流大于流过
的电流,
两端的电压和电阻箱R2两端的电压相等,根据欧姆定律
可知G2内阻的
测量值与真实值相比偏小;
(3)[4]扩大电流表的量程需要并联一个电阻,由上述实验步骤可知其满偏电流为
,则有
则
9. (2023 年7 月浙江宁波期末)某同学欲利用图所示的电路测量电流表A1的内阻,实验室提供的实验器材如
下:
A.待测电流表(量程0~300μA,内阻约120Ω);
B.电流表(量程0~1mA,内阻约为30Ω);
C.电流表(量程0~10mA,内阻约为5Ω);
D.定值电阻(阻值为50Ω);
E.定值电阻(阻值为15Ω);
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许通过的最大电流为2A);
G.滑动变阻器(0~1000Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
H.电源E;
I.开关及导线若干.
在尽可能减小测量误差的情况下,请回答下列问题:
(1)图中电流表A2应选用______,定值电阻R1应选用______,滑动变阻器R 应选用______。(均填器材
前的选项字母)
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(2)根据图中的电路图,用笔画线代替导线,将图中的实物图连接成测量电路______.
(3)正确选择器材并进行实验操作,调节滑动变阻器的滑片,可获得电流表A1,A2的多组数据I1、I2,作
出I2-I1图线如图所示,如果图像的斜率k=3.64,则待测电流表的内阻为RA1=______Ω。
【参考答案】 (1) ①. B ②. D ③. F
(2) ④.
(3)⑤. 132
【名师解析】
(1)[1][2]电流表A2应选用B,定值电阻R1应选用D;电流表A1两端的最大电压为
通过电流表A2的最大电流为
两只电流表能同时达到最大值;
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[3]为了方便调节,滑动变阻器应选用总阻值较小的即为F;
(2)[4]电路如图所示
(3)[5]由实验原理可得
整理得
图像斜率
解得
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