第七节 与改表相关测电阻-2024-2025学年高二上学期物理专项训练

第七节改表测电阻以及半偏法测电阻需要掌握的内容1.如何改表，为什么要改表？当电表内阻已知时就可以通过欧姆定律计算出满偏的电压或者电流值。电表串联一个电阻可以提高满偏时整个电路的电压值，这个电压值就是改后的电压量程。电表并联一个电阻可以提高满偏时整个电路的电流值，这个电流值就是改后的电流量程。当电表量程不够时可以通过这种方法成比例提高测量范围。2.实验题中什么情况需要改表？如果题目当中所给电表内阻为定值，那么大多时候都需要进行改表。若电压表内阻已知，测量电路选外接法。若电流表内阻已知，测量电路选内接法。这样可以准确计算出电阻阻值。3.半偏法测电阻步骤。以及误差分析。（1）半偏法测电流表内阻。步骤：闭S1断S2，调节R0让表头满偏。闭合S1与S2，R0不动，调节R1让表头半偏，此时R1读数为测量值误差分析：由于闭合S2总电阻变小，干路电流偏大，通过R1的电流大于I2（2）半偏法测电压表内阻。步骤：闭S让R0阻值等于0，调节R1让表头满偏。R1不动，调节R0让电压表半偏，此时R0读数为测量值误差分析：由于调节R0总电阻变大，路端电压偏大，通过R0的电压大于U2经典习题单选题1．如图所示的电路，将两个相同的小量程的灵敏电流计分别改装成（0~3A）和（0~0.6A）的电流表，把两个改装后的电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法不正确的是（）A．的指针满偏时，的指针也满偏B．的指针满偏时，的指针刚好指到量程的五分之一处C．的读数始终为读数的五分之一D．的读数为1.5A时，干路电流为1.80A单选题2．有一灵敏电流表，其表头内阻，满偏电流。以下说法正确的是（）A．将表头并联一个2.5Ω的电阻就可以改装成的电流表B．将表头串联一个14Ω的电阻就可以改装成的电压表C．把它改成量程为的电压表，测量某电压时读数为，此时流过表头的电流为D．将表头改装为一个的电流表后，其示数为时流过表头的电流也是单选题3．如图所示，用半偏法测量一只电流表的内阻，下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是（  ）A．闭合，调节R1使电流表满偏，再闭合，调节使电流表半偏，读出的阻值B．闭合，调节使电流表满偏，再闭合，调节使电流表半偏，读出的阻值C．闭合、，调节使电流表满偏，再调节使电流表半偏，读出的值D．闭合、，调节使电流表满偏，再调节使电流表半偏，读出的值多选题4．如图所示，用半偏法测电流表的内阻，下面说法正确的是（）A．并关接通前，R必须调节到高阻值的位置B．开关接通后，R的阻值不再调节C．当电流表的示数从满偏电流调节到半偏电流时，中的电流稍大于D．开头接通前，必须调节到高阻值5．某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。（1）微安表铭牌标示内阻为0.8k，据此计算R1的阻值应为k。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。（2）开关闭合前，R2的滑片应移动到端。（3）开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是。（填选项前的字母）A．1、2间断路

B．3、4间断路

C．3、5间短路（4）排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98，此时需要（填“增大”或“减小”）R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。6．图是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A．已知表头的内阻Rg为200，满偏电流Ig为2mA，求电阻R1、R2的值.7．灵敏电流计（俗称“表头”）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）如图1所示，为将内阻为，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，则的阻值应为。（结果保留两位有效数字）（2）某同学查阅资料了解到，制作定值电阻的材料是锰铜或镍铬合金，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1中表头的阻值随温度升高而增大，而几乎不随温度变化。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串联后才一起接入电路的，如图2所示，经查阅资料发现电阻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，在未补偿的情况下直接放到更高温度的环境下使用，会造成测量结果（选填“偏大”“偏小”）8．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，表头上标记的内阻值为900Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1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R1=Ω，R2=Ω，R3=Ω。（2）用量程为3V，内阻为2500Ω的标准电压表V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50Ω和5kΩ。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器。（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近（填“M”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”）900Ω。9．测量一个圆柱形电阻的电阻率（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L=cm；用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=mm；（2）此圆柱体电阻Rx约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）C．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流2A）D．定值电阻R0=80ΩE．直流电源E（电动势为4V，内阻很小）F．开关一只，导线若干为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号；（3）此圆柱体长度为L，直径为D，若采用以上电路设计进行测量，电阻率ρ=（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2，其读数可分别用字母I1、I2来表示）。10．一小型电风扇额定电压为5.0V，额定功率为2.5W，某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的电流与其两端电压关系的曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E（电动势为6.0V）；B．电压表V（量程为0~3V，内阻为3kΩ）；C．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；D．电流表（量程3A，内阻约为0.1Ω）；E．滑动变阻器（最大阻值为5kΩ）；F．滑动变阻器（最大阻值为5Ω）；G．定值电阻（阻值为3kΩ）。(1)为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用（填C或D），滑动变阻器应选用。（填E或F）。(2)请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图的虚线框内（图甲中已经画出小电风扇）。(3)操作过程中发现，电压表读数大于0.25V时电风扇才开始转动。该小组描绘出电压表读数与电流表读数的关系曲线如图乙所示，由此可知小电风扇电机线圈的电阻为Ω。（结果保留两位小数）(4)若用电动势为3V，内阻为2.5Ω的电源为该小风扇供电，电路如图丙所示，则小风扇工作时输出的机械功率为W。（结果保留两位小数）11．某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50Ω～250Ω。供选择的实验器材如下：A．电源E（电动势为3V，内阻不计）B．电流表A1（量程为3mA，内阻r1=10Ω）C．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为1Ω）D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）E．电阻箱R1（0～9999.9Ω）F．定值电阻R0=50ΩG．开关S及导线若干（1）为了较准确地测量电阻Rx，请在图甲中虚线框内将测量电阻Rx的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。()（2）要测量电阻Rx，在电阻Rx上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有。A．通过电流表A1的电流I1B．通过电流表A2的电流I2C．电压表V两端的电压U

D．电阻箱R1的电阻R1（3）所测电阻Rx的表达式为Rx=（用题目所给物理量和（2）中所选物理量的字母表示）。（4）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加外力F的Rx﹣F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E=4V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0～100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻R=Ω，电压表2V刻度对应压力表N的刻度。这样改装的压力表的压力刻度（选填“均匀”或“不均匀”）。12．某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，其直径；用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度；

（2）再用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用（选填“”或“”）挡，进行正确操作后，指针静止时位置如图丙所示，其读数为；

（3）为了能比较精确地测量的阻值，实验小组设计电路图如图丁所示，实验室提供了如下的实验器材，电流表应选用，定值电阻应选用；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用；（均填仪器前的字母代号）A．直流电源（电动势，内阻可忽略不计）；B．电流表（量程为，内阻）；C．电流表（量程为，内阻）；D．电压表（量程为，内阻）；E.定值电阻（）；F.定值电阻（）；G.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；H.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；I.开关一个，导线若干。13．为测量金属丝的电阻率，某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上。用多用电表粗测金属丝的电阻约为，实验室有以下器材可选用：电流表（量程300mA，内阻）；电流表（量程600mA，内阻约为）；电压表V（量程20V，内阻约为）；滑动变阻器（，额定电流为1A）；滑动变阻器（，额定电流为）；电源E（电动势3V，内阻较小）；导线，开关若干。（1）如图甲，用螺旋测微器测量金属丝直径mm。（2）为准确测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在图乙方框内画出测量该电阻R的电路原理图（标出所用仪器的代号），写出对应的表达式（3）如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、为金属丝电阻值，则该金属的电阻率（用d、L、表示结果）。14．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R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1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：(1)实验中应选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”)；(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625.0Ω，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Ω(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。15．某同学拟将量程为的电压表改装成量程为的电压表。（1）他首先设计了如图所示的电路来测量电压表的内阻。现有最大阻值分别为和的滑动变阻器，则应选用最大阻值为的滑动变阻器。将电阻箱的阻值调为零，闭合开关，调节的滑动触头，使电压表满偏，其读数等于；保持的滑动触头不动，调节电阻箱，当其阻值为时，电压表的读数等于，则电压表的内阻；在理论上，此方法测得的电压表的内阻（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。（2）为了将电压表改装成量程为的电压表，需要（填“串联”或“并联”）一个阻值大小为的电阻。16．实验中的各种量程的电流表和电压表都是通过将灵敏电流计（表头）与电阻串并联改装而来的。对电表改装时必须知道表头的内阻，一般可采用半偏法测量表头电阻。某同学将一灵敏电流计（量程250µA，标记的内阻为600Ω）改装成量程6V的电压表，并利用标准电压表进行校准。图甲是校准电表的电路图。虚线框内的部分是改装后的电压表，V0是标准电压表（量程6V）。已知电阻箱R1、R2调节范围为0~9999.99Ω。（1）若将图甲中电阻箱R1的阻值调为200Ω，则R2＝Ω。（2）对比校准正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表（改装后电压表）的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表量程的真实值（选填“大于”或“小于”）6V。（3）重新调整：通过检测发现电阻箱R1、R2阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表量程的真实值不是6V的原因。为了精确测量灵敏电流计的电阻，该同学设计的如下电路并进行测量：A．先将R1的阻值调到最大，闭合S1，调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；B．闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；C．记下R2的阻值。指出上述步骤中的错误：。

答案第七节1．B【详解】由电路图可以知道两电流表并联，它们两端电压相等，因为两电流表是由相同的电流表通过与定值电阻并联改装成的，通过表头的电流相等，指针偏转的角度相同，但量程不同的电流表读数不同，A1的量程等于A2的量程的5倍，故A1的读数也是A2的5倍。AB．A1的指针满偏时，A2的指针也满偏，偏转角度相同，故A正确，B错误；C．A2的读数始终为A1读数的五分之一，故C正确。D．由分析可知A1的读数为1.5A时，A2的读数为0.3A，故干路电流为1.80A，所以D正确。此题选择错误选项，故选B。2．A【详解】A．将表头改装成大量程的电流表，需要并联一个分流电阻，若需要改装成的电流表，需要并联的电阻阻值为故A正确；B．将表头改装成大量程的电压表，需要串联一个分压电阻，若需要改装成的电压表，需要串联的电阻阻值为故B错误；C．把它改成量程为的电压表，测量某电压时读数为，指针偏转；此时流过表头的电流为满偏电流的，则流过表头的电流为故C错误；D．将表头改装为一个的电流表后，其示数为时，指针偏转；流过表头的电流是故D错误。故选A。3．A【详解】半偏法测电流表内阻，由图示实验电路可知，实验步骤为：闭合S1，调节R1到电流表满偏，闭合S2，调节R2到电流表半偏，读出R2的阻值。故选A。4．ABC【详解】A．半偏法测电流表的内阻的实验中，为了保护该电路的用电器，并关接通前，R必须调节到高阻值的位置，故A正确；B．开关接通后，R的阻值要保持不变，调节，使电流表示数半偏，故B正确；C．开关接通后，R的阻值要保持不变，调节，使电流表示数半偏，分析电路结构可知，和并联，并联后电阻减小，总电流增加，当流表的示数从满偏电流调节到半偏电流时，干路电流会稍大于，因此中的电流稍大于，故C正确；D．开头接通前，由于开关处于断开状态，因此不需要调节到高阻值，故D错误。故选ABC。5．2A减小【详解】(1)[1]微安表的内阻，满偏电流，串联后改装为的电压表，所以满足代入数据解得(2)[2]开关闭合前，将滑动变阻器的滑片移动到2端，这样测量电路部分的分压为0，便于检测改装后的电表。(3)[3]开关闭合，调节滑动变阻器，电表示数变化不明显，说明分压电路未起作用，可能是1、2之间断路，整个电路变为限流线路，滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻，所以微安表示数变化不明显；若是3、4间断路，电路断开，微安表无示数，若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。故选A。(4)[4]标准电压表的示数为，若改装电压表也为，此时微安表的示数为但此时微安表示数为，说明的阻值偏大，所以应该减小的阻值。6．R1=0.41Ω，R2=3.67Ω【分析】接a，b时为G表头与R2串联成一支路，该支路与R1并联，为一电流表，由电路得出量程的表达式．接a，c时为R1与R2串联后与G表头并联成一电流表，由电路得出量程的表达式．由两个表达式求得R1与R2的值．【详解】接a、b时，R1起分流作用为一支路，G与R2串联为一支路，此时量程为I1=1A，此接法电路的量程为当G表头达到满偏时通过电流表的总电流即为①同理接a、c时，R1+R2为一支路起分流作用，G为一支路，此时量程为②由①②式构成一方程组，只有R1与R2为未知量，代入数据求得：R1=0.41Ω，R2=3.67Ω.【点睛】考查电流表的改装原理，明确并联电阻的分流作用，会由电路求量程的表达式．7．4.1减小小于【详解】（1）[1]根据串并联电路规律可知，R1的阻值为（3）a．[2]为了保持在一定温度区间内精确测量的要求，表头的内阻与温度补偿电阻的阻值之和应尽可能不随温度变化，所以温度补偿电阻随温度变化的特点应与表头的相反，即随温度升高电阻的阻值减小。b．[3]若将用图2方法改装且已完成刻度盘重新标度的电流表，在未补偿的情况下直接放到更高温度的环境下使用，设在不同温度下两次测量同一电流I，则流过表头的电流当温度升高后，Rg变大而R1、R2不变，因此Ig变小；而改装表的读数正比于流过表头的电流Ig，因此测量值小于真实值。8．100910200050M大于【详解】（1）[1]根据题意R1与表头G构成1mA的电流表，则代入数据解得[2]因为使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V，所以[3]因为使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V，所以（2）[4]电压表与之并联之前电阻小于2500Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大电阻远小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50Ω的电阻。（3）[5]在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近M端，这样把并联部分短路，起到一种保护作用。（4）[6]改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际其电阻的阻值偏大，故实际阻值大于900Ω。9．10.3353.372（3.371~3.374均正确）【详解】（1）[1]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上油标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为[2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中读数为（2）[3]直流电源E的电动势为4V，器材中没有电压表，电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2（100mA）接在干路上指针偏转比较合适；滑动变阻器R（10Ω）远小于待测电阻阻值100Ω，为了调节方便和更多的获得测量数据，则采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示（3）[4]根据所设计的电路原理可知，待测电阻的电压为待测电阻的电流为由欧姆定律和电阻定律可得待测电阻的阻值为联立解得电阻率为10．CF2.5Ω0.40W【详解】(1)[1]电风扇额定电压为5.0V，额定功率为2.5W，则电风扇的额定电流为0.5A，所以实验中所用电流表应选用C；[2]了便于调节，减小读数误差和系统误差,滑动变阻器应选最大阻值较小的F；(2)[3]图乙电风扇两端电压从零开始变化，滑动变阻器用分压式接法，电压表量程偏小，将电阻与定值电阻改装成6V的电压表，则电流表外接，如图所示(3)[4]电风扇不转动时是纯电阻电路，所以电风扇的电阻(4)[5]根据闭合电路欧姆定律得作出电源的U-I图像如图所示可得由图像可知，电风扇的工作电压2U=2V时，工作电流I=0.406A，电风扇的热功率电风扇的总功率电风扇的输出功率11．ABD15050不均匀【详解】(1)[1]因电源电动势只有3V，则电压表量程过大，可用已知内阻的电流表A1和电阻箱串联来代替，则电路如图所示(2)[2]由实验原理可知，电流表A1和串联后和并联，根据欧姆定律得故需要读取的数据为电流表A1和A2的读数、，电阻箱的阻值R1。故选ABD。(3)[3]所测电阻Rx的表达式(4)[4]由乙图可知由丙图利用欧姆定律得联立得由题意，时，，得[5]电压表2V刻度对应压力[6]由整理得知与不是线性关系，故压力表的刻度不是均匀的。12．0.399/0.400/0.4019.14/9.15/9.16“”10.0BEG【详解】（1）[1]电阻丝直径为[2]电阻丝的长度（2）[3]用“”挡时发现指针偏转角度过大，可知电