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专题7电压表内阻的测量和改装(解析版)_04-物理-高考总复习_专项复习_2024年_2024年高考物理实验最新模拟题精练_资料

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必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题7 电压表内阻的测量和改装
1.(2024 年3 月江苏无锡四校调研) 某同学要测量量程为3V 电压表的内阻,步骤如下:
(1)先用多用电表的欧姆档粗测该电压表的内阻值,选择开关拨至“×100”档,表盘示数如图甲所示,则
阻值约为       Ω.若将欧姆表换一个电动势相同,但内阻变大的电池,重新欧姆调零后测量该电压表内
阻,其测量结果        (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)该同学改用如图所示电路测量电压表内阻RV,实验过程如下:
A.按电路图正确连接好电路,将滑动变阻器R1的滑动头移到最左端
B.闭合开关S1和S2并调节R1,使电压表的指针指到满刻度
C.保持开关S1闭合以及滑动变阻器R1的滑动头位置不变,断开S2,调整电阻箱R2的阻值,使电压表的指
针指到满刻度的2/3
D.读出此时电阻箱R2的阻值
① 若电阻箱R2为1.15kΩ,则RV  =          
 
  ;
② 用上述方法得到电压表内电阻的测量值R 测        R 真(选填“大于”、“等于”或“小于”);
③ 若实验中测得的结果R 测=2.4kΩ,要将这个电压表改装成量程为5 V 的电压表,则应串联一个阻值为R 串
=        kΩ 的定值电阻;
【参考答案】   (1)  2200 或2.2×103     不变   (2)  2.3 kΩ    大于     1.6
【名师解析】(1)根据欧姆表读数规则, 欧姆表读数为
RV=22×100Ω=2.2×10
3Ω,即电压表内阻为2.2×10
3Ω。
 欧姆表电动势不变,内阻改变,通过欧姆调零后不影响测量结果,故测量结果不变.
(2)闭合开关S1和S2并调节R1,使电压表的指针指到满刻度,即电压为U;断开开关S2,,并联部分电压
U 不变,电压表指针指到满刻度的2
3
,即电压为2U/3,由串联电路规律,可得电阻箱R2两端电压为U/3,
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=
,解得电压表内阻
RV=2 R2=2×1.15kΩ=2.3k Ω
 当断开开关S2,电压表该支路的总电阻增大,则并联部分的总电阻增大,并联部分的电压增大.为了使电
压表的指针指到满刻度的2
3
,电阻箱的电阻也偏大.故最终得到电压表内电阻的测量值大于真实值.。
 改装前后电压表满偏的电流是相等的,则根据欧姆定律有
3 V
2.4 k Ω =5V
2.4 k Ω+ R串
代入数据可得R串=1.6k Ω。
2.  (2024 陕西铜川一模)电压表V1量程为0.25V,为了准确测量它的内阻(约为6kΩ),实验中欲采用
图示,电路并备有以下器材:
  
A. 电压表V2(量程为1.5V,内阻
)
B. 电阻箱
(0~9999Ω)
C 滑动变阻器
(0~20Ω)
D. 滑动变阻器
(0~20kΩ)
E. 直流电源(电动势为2V,内阻不计),开关S,导线若干。请完成下列填空:
(1)实验中滑动变阻器应该选择_________(选填“C”或“D”);根据电路图,闭合S 前应将滑动变阻
器的滑片调到最________端(选填“左”或“右”);
(2)为使电压表的读数均能达到满偏量程的
以上,变阻箱的电阻宜调至_________
A.6Ω              B.66Ω             C.  660Ω          D. 6600Ω
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(3)处理数据,若电压表
的示数为
,电压表
的示数为
,电阻箱的电阻为
,则电压表
的
内阻可表示为________(用“
”、“
”、“
”、“
”表示)。
【参考答案】    ①. C    ②. 右    ③. C    ④. 
或
【名师解析】
(1)[1][2]根据题意可知,滑动变阻器采用分压接法,为了方便调节,应选用C,闭合S 前应将滑动变阻器
的滑片调到最右端。
(2)[3]根据题意,为使电压表的读数均能达到满偏量程的
以上,由欧姆定律可知,流过
的电流为
流过
的电流为
则有
联立解得
故选C。
(3)[4]根据电路图,由欧姆定律有
解得
3
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整理可得
3. (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
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实际值略___________(选填“大”、“小”)。
(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
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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。
(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。
4. (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
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知G1的量程略大于G2的量程,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。
(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;
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[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
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
5. . (2024 江西上进联盟质检)某实验小组使用多用电表时,发现它已经损坏,于是根据已掌握的知识将
一个电压表改装成了欧姆表,器材如下:
A.电池组一个(内阻不计)     B.电压表一个(量程3V,内阻未知)
C.电阻箱(0~9999.9Ω)        D.红黑表笔各一个、导线若干(电阻均不计)
(1)该小组设计了图甲所示的欧姆表内部电路图,根据电路图可知______(选填“a”或“b”)为红表
笔。
(2)首先,测量图甲中电压表的内阻,将红黑表笔短接前,电阻箱的阻值应调至______(选填“最大
值”或“最小值”),保持红黑表笔短接,将电阻箱的阻值调到1kΩ 时,电压表恰好满偏;将电阻箱的阻
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值调到3kΩ 时,电压表的指针恰好半偏,由以上信息可求得电压表内阻
______
,蓄电池电动势
______
。
(3)①然后,用改装好的欧姆表探测图乙的电路故障,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,灵敏
电流计始终没有示数,若电路中仅可能存在a、b 或c、d 间断路,该同学利用改装好的欧姆表进行检测,
在使用欧姆表检测前,______(选填“需要”或“不需要”)断开图乙的电路开关S。②检测时,发现试
触a、b 时,欧姆表指针有偏转,且指针刚好在中值附近,试触c、d 时欧姆表读数为无穷大,可知______
出现断路故障(选填“a、b 间”或“c、d 间”)。
【参考答案】    ①. 
    ②. 最大值    ③. 1000    ④. 6    ⑤. 需要    ⑥. c、d 间
【名师解析】
(1)[1]电流从红表笔流进,黑表笔流出,则根据图甲可知,
为红表笔。
(2)[2]电路接通前电阻箱电阻选择最大值,确保电路安全。
[3][4]根据题意,由闭合回路欧姆定律有,满偏时
半偏时
又有
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联立解得
,
(3)①[5]为了保证电路安全需要断开开关S。
②[6]根据断路处电阻无穷大可知,
间出现断路故障。
6. (2024 山东泰安期末)要精确测量电压表V₁ 的内阻,实验室提供了以下器材:
待测电压表V₁(量程为2.50V,内阻约为2000Ω)
电压表V₂(量程为3.00V,内阻约为3000Ω)
定值电阻R1(阻值500Ω)
定值电阻R2(阻值5000Ω)
滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω,额定电流为1A)
电源(电动势为3V,内阻为0.5Ω)
开关、导线若干
某实验小组设计的电路如图甲所示。
  
请回答以下问题。
(1)图中a、b 两点间______(填“需要”或“不需要”)用导线连接;
(2)图中虚线框内的定值电阻应为______(填“R1”或“R2”);
(3)测量中电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示,则电压表V1的内阻
=______(用
题中给出的字母表示);
(4)为使测量值精确,通过调节滑动变阻器得到多组U1和U2的值,以U2为纵坐标,U1为横坐标描点画出
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的图像如图乙所示,由此可得电压表V1的内阻
为______Ω(结果保留四位有效数字)。
【参考答案】    ①. 需要    ②. 
    ③. 
    ④. 2083
【名师解析】
(1)[1]因滑动变阻器总阻值比两电压表内阻小很多,若采用限流接法,调节范围会很小,故采用分压接
法,因此a 和b 两点间需要用导线连接。
(2)[2] 虚线框中的定值电阻为若为
,电压表
即使满偏,电压表
中的偏角也会非常小,测量不精
确虚线框中的定值电阻若为
,两电压表可同时偏角很大,测量结果都很精确,因此,虚线框内的定值电
阻应为
。
(3)[3] 由
得
(4)[4] 由
图乙中图线的斜率
解得
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