高中物理实验电表的改装与校对.docx
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高中物理实验电表的改装与校对
电表的改装与权勺
1.[2019高考全国I卷•23】（10分）某同学要将一量程为250PA的微安表改装为量程为20mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1200n,经计算后将一阻值为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Q）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）。
⑵当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如
图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而
是o（填正确答案标号）
A.18mA
B・21mA
C.25mA
（3）产生上述问题的原因可能是o（填正确答案标号）
A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200n
B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Q
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，只需要将阻值为尺的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中k=_。
【答案】
（1）连线如图所示（3分）
（2）C（2分）（3）AC（2分）（4）曙（2分）
盘达到满偏时，实际量程为：
250x10~?
x100=25mA,故选项C正确;
测量值偏小，即电表实际内阻心真实值，大于1200Q；或者因为定值电阻R的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻R阻值偏小。
故选AC；
4由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25mA,故满足
LR=（25-Ik）R.要想达到预期目的，即将微安表醱为量程为20mA
电流表，应满足〃严（20-4）册,
其中人=250pA=0.25mA9联立解得：
"1.25或"送。
79
2.[2019高考全国HI卷・23】（10分）某同学欲将内阻为98.5Q、量程为100uA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15RH刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度。
可选用的器材还
有：
定值电阻R）（阻值14kG）,滑动变阻器&（最大阻值1500Q）,滑动变阻器皿（最大阻值500Q）,电阻箱（0~99999・9Q）,干电池（E=1・5V,r=1.5H）,红、黑表笔和导线若干。
R接入电路的电阻应为滑动变阻器选（填“川”或“人产）。
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
（1）欧姆表设计
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Q。
R=900Q；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择Ri；
（3）校准：
红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到
OkH处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：
R=35000・0Q。
3・【2016海南卷・*2】（10分）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为ioo^,表头上标记的内阻值为900Qo
R1、尺2和皿是定值电阻。
利用&和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。
若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V；若使用a.c两个接线柱，电压表的量程为3V。
则根
据题给条件，定值电阻的阻值应选R「_Q,Ri=
Q虫3=Qo
（2）用量程为3V,内阻为2500Q的标准电压表®）对改装表3V挡的不同刻度进行校准。
所用电池的电动势E为5V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50Q和5瓯。
为了方便实验中调节电压，图中R应选用
最大阻值为Q的滑动变阻器。
⑶校准时，在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近
（填或“N”）端。
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数
比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值填“大
于”或“小于，，）900Q。
【答案】
（1）1009102000
（2）50（3）"（4）大于
【解析】
（1）R1与表头G构成1mA的电流表，贝！
h仆产（/-人）心整
理：
R1=1OOQ;若使a>b两个接线柱，电压表的量程为IV,则
尺=910。
;若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V,
2000Q
⑴电压表与之并联之后，电阻小于2500Q,对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大值远大于并联部分，同时还有便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50Q的电阻。
（3）在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应靠近M端，这样把并联部分电路短路，起到一种保护作用。
（4）造成改装后电压表的读书比标准电压表的读书偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际其电阻偏大，故其实际阻值大于900Q.
4.【2015高考全国I卷•23】（10分）图但）为某同学改装和校准毫
安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。
⑴已知毫安表表头的内阻为100Q.满偏电流为1mA,Ri和R2为阻值固定的电阻。
若使用a和b两个接线柱.电表量程为3mA：
若使用a和c两个接线拄，电表量程为10mA・由题给条件和数据，可以求出Ri=Q,Rz=Q。
⑵现用一量程为3mA,内阻为150Q的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5.1・0、L5、2.0.2・5、3.0mAo电池的电动势为1・5V.内阻忽略不计；定值电阻R0有两种
规格.阻值分别为300Q和1000H：
滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750Q和3000Q,则R0应选用阻值为Q的电阻，
R应选用最大阻值为Q的滑动变阻器。
⑶若电阻Ri和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻。
图（b）中的R/为保护电阻。
虚线框内未画岀的电路即为图（a）虚线框内的电路。
则图中的（1点应和接线柱（填“b”或“c”）相连。
判断依据是：
【答案】
（1）15（2分）35（2分）
（2）300（1分）3000（1分）
（3）c（1分）闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是Ri,
若电表指针不动，则损坏电阻是R2（2分）
懈析】
（1）定值电阻和毫安表都是并联连接，电压相等，由欧姆定律变形式U=IR,使用a、b两个接线柱时有：
I满RqQ・I満）（Ri+R2）；使用a和c两个接线柱时有：
I満（R表+R2）=（1«2-1«）Ri,Ui和I农2为改装电表的量程，解以上各式得：
Ri=15Q,R2=35Q。
□£
（2）根据*,电流表校准时需选取的刻度为0.5.1.0.1.5,
'标准刻发
15V
2.0.2・5、3.0mA,可知电路中，总电阻最大为：
=3000Q,最小阻值为心m二誌法广5000,若定值电阻选用1000Q,则无法校准3mA的刻度，所以定值电阻选用500Q,由于最大电阻要达到3000Q,所以变阻器要选择3000Q。
（3）因为只有一个电阻损坏，所以d点应与c连接。
原因是％与A表并联，则当Ri损坏时电表A仍有示数指针偏转；而R2与A表串
联，则当R2损坏时电表A无示数指针不动，据此闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是Ri,若电表指针不动，则损坏电阻是Rz.
【练习1］如图1所示为一个多量程电压表的电路，其表头为动
（1）可调电阻应调为&二Q、Ri=
（2）现发现表头电流计已烧坏，我们要修复该电压表，手边只有一个“量程为2mA.内阻为40Q”的电流计和一个电阻为10Q的定值电阻心要使修复后电压表的满偏电流仍为10加4,请在虚框内画出该电压表的修复电路。
（3）修复后的电路中，可调电阻皿应重新调为：
Rir=Q;
（4）接着用图2的电路对修复电压表的3V量程表进行校对，％为
标准电压表、匕为修复电压表。
发现修复电压表匕的读数始终比标准电压表％略大。
应用以下哪种方法进行微调o
A.只把乩略微调小；B.只把Ri略微调大；
【答案】
（1）100、1200；
（3）1200；（4）Bo
【解析】
（1）根据串联电阻特点结合欧姆定律可得:
则R2=1300-100Q=1200Q
（2））“量程为2mA、内阻为40Q〃改装成10mA电流表，应并联定
值电阻分流，据此画出改装电路图如图所示；
（3）
由串联电阻特点结合欧姆定律可得
则R2r=1492-292Q=1200Q
（4）根据电压表改装原理可得串联的电阻阻值2”％,电压表示数偏大，说明R太小，贝!
）电流表内阻测量值偏大。
应增大电阻箱的阻值；故A错误，B正确；故选：
Bo
【练习2】某同学改装和校准电流表的电路图如图所示，图中虚线框内是电流表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为100pA,（-1-©--7-F表头上标记的内阻值为900Q,Ri、R2和Ro是定值电阻。
若开关S2掷于b接
线柱，电流表的量程为1mA；若开关'
S2掷于c接线柱，电流表的量程为10mA.则根据题给条件，定值电
阻的阻值应选Ri=Q,R2=Q
⑵用量程为1mA,内阻为800Q的标准电流表对改装表1mA挡的
不同刻度进行校准。
所用电池的电动势E为3V；定值电阻R。
有两
种规格，阻值分别为2kH和3瓯.为了方便实验中调节电流，图中
Ro应选用阻值为kn的定值电阻
（3）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电流表的读
数比标准电流表的读数偏小，则表头G内阻的真实值（填“大
于,，或“小于,,）9oon
【答案】
（1）10；90；
（2）2；（3）大于。
【解析】
（1）开关S2掷于b接线柱，电流表的量程为1mA；若开关
S2掷于c接线柱，电流表的量程为10mA,
由图示电路图可知：
【貝
V^=0.001A
Ig（Rg+R2）
1尹亠€=0.010A
Ri
代入数据解得：
R1=1OH,R2=90Q；
（2）为方便实验操作，R。
应选用阻值为2kQ的定值电阻。
（3）改装后的电流表读数偏小，说明分流电阻分流偏小，并联电阻
阻值偏大，改装电流表并联电阻阻值为：
则电流表心偏丄Lg
大，即表头G内阻的真实值大于900Q；
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