专项11电表的改装(原卷版)

2021届高考物理实验专项突破一电表的改装（2021.北京东城区•高三一模）灵敏电流计（俗称“表头”）的结构如图1所示，线圈由长而细的铜丝绕制而成，当电流通过接柱流入线圈时\线圈会在均匀辐向磁场中转动，从线圈的偏转角度就能判断电流的大小。灵敏电流计的优点是灵敏度高，但是允许通过的电流很弱，如希望用它测量较大的电流值，就要进行电表的改装。（1）当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到力的作用而转动。（2）如图2所示，为将内阻为200Q,满偏电流为2mA的表头改装成量程为0.1A的电流表，应给表头并联一个定值电阻凡，凡的阻值为（结果保留两位有效数字）（3）某同学查阅资料了解到制作定值电阻的材料是钵铜或银铭合金，而制作表头线圈的材料是铜，对比材料的电阻率随温度变化的数据得知，图2中表头的阻值/随温度升高而增大，而Ri几乎不随温度变化。他认为电流表这样直接改装会因环境温度变化的影响对测量带来较大的误差。为了探究大量程电流表的结构，他打开了双量程安培表的后盖观察内部电路，发现其表头是与一个电阻Ro串联后才一起接入电路的，如图3所示，经杳阅资料发现这是一个温度补偿电阻。a.为保持在一定温度区间内精准测量的要求，这个温度补偿电阻的阻值随温度变化的特点应为：随温度升高电阻的阻值（选填“增大”、“减小”或“不变”）b.若将用图2方法改装且已完成刻度盘重新标度的电流表，放到更高温度的环境下使用，会造成测量结果偏大还是偏小?请分析说明。（2021・宁夏高三一模）利用如图甲所示电路，测量一个量程为3.0V的电压表的内阻。（1）按图甲所示电路，用铅笔画线代替导线将图乙中的实物连接o（2）实验步骤如下，并填写步骤一、二中的相关内容。第一步：将滑动变阻器的滑动触头调到端（填。或/力，再将电阻箱凡的阻值调到（填“零”或"最大”），然后闭合开关S；第二步：（填写该步骤）；第三步：保持滑动变阻器滑动端不动，仅调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为L5V,读出此时电阻箱凡的阻值：第四步，断开开关S。（3）若在第三步中读出的&二2100C,则这该电压表的内阻为C。使用这种方法测出的电压表的内阻与真实值相比（填“偏大”或“偏小”）（2021•山东泰安市•高三一模）现有一小量程电流表G（表头），满偏电流为30HA,内阻约为iOOOQ,把它改装成1mA、10mA的两量程电流表。（1）采用如图中所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为,电源（填选项字母代号）。A.滑动变阻器，最大阻值50k£2B.滑动变阻器，最大阻值150kQC.电源1.5VD.电源3V（2）测量电流表表头的内阻时，闭合&,断开S2,调节滑动变阻器使电流表指针指在30/7A处；闭合S2,调节电阻箱使电流表指针指在10〃A处，此时电阻箱读数为502。，则电流表表头的内阻为C，测量值比实际值（填“偏大”或“偏小（3）如图乙所示，若将电流表G改装成1mA、10mA的两量程电流表则凡：&二。（2021•山东高三其他模拟）某学习小组要将一量程为500〃A的电流表改装为量程为3.0V的电压表。查资料得该电流表的内阻为1200C,将电阻箱与该电流表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，按图（a）所示的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，用笔画线代替导线将图（b）中的实物连起来。（）（2）当标准电压表的示数为2.4V时，电流表的指针位置如图（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Vo（3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号）A.资料显示的电流表内阻不准，实际内阻大于1200QB.资料显示的电流表内阻不准，实际内阻小F1200QC.电阻箱接入电路的阻值偏大D.电阻箱接入电路的阻值偏小（4）要达到预期FI的，不必知道电流表的内阻，只需将电阻箱的阻值在原来的基础上减小。即可。（2021•广西南宁市•南宁二中高三其他模拟）夏天经常会看到学生利用便携式手持小风扇来降温，某位同学想要探究小风扇的输出功率，可供使用的器材有：A.小型电风扇M（额定电压3.7V、额定电流0.5A）；B.电压表Vi（量程3V,内阻等于3kQ）；C.电压表V?（量程15V,内阻等于15kQ）；D.电流表Ai（量程0.6A,内阻约0.1C）；E.电流表A2（量程3A,内阻约0.1C）；F.滑动变阻器R（量程30C,允许通过的最大电流2A）；G.定值电阻Ri（3kQ）；H.单刀双掷开关、导线若干；L学生电源6V；（1）实验电路图如图所示，请在虚线框中补全该电路图（标明所用器材符号）（2）实验前先将电风扇里的电池取出，部分实验步骤如下，完成填空部分：A.调节滑动变阻器的触头到最端（填“左”或“右”），闭合开关Si；B.卡住电风扇不转，将开关S2闭合到（填加”或"”），适当调节滑动变阻器R,记下电压表和电流表的示数分别为口、/1；（注意此过程中动作要迅速，时间要短）C.将开关S2闭合到（填%“或》”），适当调节滑动变阻器心电风扇正常旋转，记下电压表和电流表的示数分别为S、/2；（3）由以上实验步骤可得：该电风扇的内阻-；该电风扇的输出功率为P=（用字母S、/1、5、〃表示）（2021・广东河源市•高三开学考试）某同学拟将量程为/g=lmA,内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为IV的电压表。（I）他首先设计了如图所示电路来测量也流表G的内阻图中E为电源电动势。现有最大阻值分别为I00Q和2600C的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为。的滑动变阻器。开关Si接通，S2未接通时，调节幻使电流表G示数为1.00mA；接通S2后，保持滑动变阻器丛的滑片位置不变，调节电阻箱R,当其阻值为50。时，电流表G的示数为0.50mA,则电流表G的内阻&为C：（2）为了将电流表G改装成量程为IV的电压表，需要（选填“串联”或“并联”）一个大小为C的电阻。（2021.湖南高三其他模拟）某同学利用图（甲）所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999）,滑动变阻器R（最大阻值50Q）,滑动变阻器最大阻值5kC）,直流电源艮电动势3V）,开关I个，导线若干。实验步骤如下：①按电路原理图（甲）连接线路；②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图（甲）中最左端所对应的位置，闭合开关S：③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题：⑴实验中应选择滑动变阻器（填“心”或“心"）；（2）根据图（甲）所示电路将图（乙）中实物图连线；（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为625.0Q,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为C(结果保留到个位)；(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满偏电流为。(2021•海南高三一模)•电流表的量程标定不准确，某同学利用如图所示电路测量该电流表的实际量程益。所用器材有：量程不准的电流表A,内阻n=10.0C,量程标称为5.0mA；标准电流表A2,内阻n=45.0C,量程为1.0mA；标准电阻Ri,阻值10.0C；滑动变阻器R,总电阻约为300.0Q；电源E,电动势为3.0V,内阻不计：保护电阻刑;开关S：导线。回答下列问题：(1)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端；(2)开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表Ai满偏；若此时电流表A2的读数为b则Ai的量程/m为；⑶若测量时，Ai未调到满偏，读出Ai的示数“3.00mA,A?的示数20.66mA；由读出的数据计算得7m=mA；(保留3位有效数字)(4)写•条提高测量准确度的建议：。(2021•全国高三专题练习)某同学先测量电流表G的内阻，并把它改装成电压表Vi,用来测量一个未知电源的电动势。实验室提供有以下器材：A.电流表G(量程0〜1()()〃A)B.电压表V2(量程0〜9V)C.电阻箱(阻值范围0〜999.9。)D.电阻箱(阻值范围0〜99999.9Q)E.电源(电动势为9V,内阻不计)该同学设计了如图甲所示电路，先断开S2,闭合Si,调节心的阻值，使电流表的指针偏转到满偏刻度；保持Si闭合，尺的阻值不变，闭合S2,调节幻的阻值。当电流表G的示数为40〃A时，Q的阻值为400.0C。(1)图甲中R2应选用(填写器材前的字母序号)，电流表G的内阻&=C。(2)若要将该电流表G改装成量程3V的电压表Vi,需串联阻值Ro=Q的电阻。(3)该同学按以下两步测一个未知电源的电动势。首先，按如图乙所示的电路，将改装的电压表Vi连入电路，闭合开关S,记卜.电压表的示数口，然后，按如图丙所示的电路，将改装的电压表Vi和电压表V2串联后接入电路，分别记下此时V1和V2两电压表的示数。；和S,可以求出电源的电动势E=（用3、U；、S表示）。（2021•福建漳州市•高三二模）用半偏法测量电流表G的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如下：A.待测电流表G（量程200〃A）；B.干电池一节，电动势炉1.5V；C.电阻箱：。〜999.9C；D.滑动变阻器：0〜10k。：E.滑动变阻器：。~50（）0；F.开关两个，导线若干；（I）连接电路时，图甲中的R1应选择滑动变阻器（选填"D”或"E”）；（2）用画线代替导线，按图甲电路在图乙中把实物图连接完整；（）（3）操作步骤如下：①断开加、S2,将R1调到最大，连接好电路；②闭合S1,调节R1,使电流表G满偏；③保持Ri的滑片不动，再闭合S2,调节与，使电流表G的示数为100〃A,此时，电阻箱示数如图丙，由此可得出电流表G的内阻々二Q：（4）为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为250/A的电流表G1,将其串接在干路上，重复上述步骤①②，再闭合S2,调节（选填“凡”、“用”或“与和冬”），使电流表G的示数为100〃A时，电流表G1的示数为200〃A,此时，由上述半偏法可更准确得出乙的值。（2021•天津高三一模）某同学欲将最程为20011A的电流表G改装成电压表。①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻R,图中修、&为电阻箱。他按电路图连接好电路，将凡的阻值调到最大，闭合开关％后，他应该正确操作的步骤是。。、记下&的阻值；〃、调节R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；c、闭合S2,保持Q不变，调节上的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；②如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500C,则a的电阻值大小为：（填写字母代号）A.250QB.500QC.750QD.IOOOQ③这种方式测得的电流表G的内阻比实际内阻偏（填“大”或“小”）。④为把此电流表改装成量程为0〜2V的电压表，应选一个阻值为—C的电阻与此电流表串联。（2021,浙江高三其他模拟）某物理兴趣小组的同学在实验员的安全指导下，测显数据并描绘规格分别为“220V,100W^220V,60W”的甲、乙两个白炽灯的伏安特性曲线，实验中所用的电源为可调直流电源。他们设计的实验电路原理图如图中所示。（1）图乙为实验中所