電學專題實驗——《電表的改裝》專項提升一、典型例題方法賞析1．某實驗小組欲將電流表G（量程為0~3mA）改裝為歐姆表。實驗器材如下：電動勢為1.5V的干電池1節、滑動變阻器（阻值范圍為（1）將圖甲中接線柱（填“P”或“Q”）接紅表筆。（2）將圖甲中P、Q兩接線柱短接，調節滑動變阻器使電流表G滿偏，則歐姆表的內阻Rg=（3）保持滑動變阻器不動，在P、Q間接入一電阻，電流表示數如圖乙所示，此電阻的阻值為Ω。2．某同學在實驗室先將一滿偏電流Ig=100μA、內阻Rg=900Ω的微安表G改裝成量程為0~1mA的電流表，再將改裝好的電流表改裝成具有兩個量程的電壓表（如圖虛線框內），其中一個較大的量程為0~3V。然后利用一個標準電壓表，根據如圖所示電路對改裝后的電壓表進行校準。已知R1、R（1）閉合開關S前，應將滑片P調至端（選填“M”、“N”）。（2）定值電阻的阻值R1=Ω，R3（3）當單刀雙擲開關撥到2位置時，電壓表的量程為V。3．某興趣小組修復一個量程為0~（1）將電壓表底座拆開后，展示其內部結構如圖甲所示，圖中a、b、c是該表的3個接線柱，根據圖甲畫出如圖乙所示的電路圖。選擇0~15V的量程時，應接入電路的兩個接線柱是（填“ac”或“（2）取出表頭G發現表頭完好，并用標準電流表測出表頭G滿偏電流為3mA。（3）測量表頭G的內阻：按照如圖丙所示電路圖連接電路，閉合開關前，滑動變阻器滑片應移到端（填“e”或“f”），先閉合開關S1，調節，直至表頭G指針滿偏；再閉合開關S2，保持滑動變阻器阻值不變，僅調節電阻箱阻值，直至表頭G示數為滿偏示數的35，此時電阻箱的示數為300Ω（4）經檢測除R2損壞以外，其余元件均完好，要修復該電壓表，需用Ω電阻替換R（5）步驟（3）測量表頭G的內阻比實際值。（填“偏大”或“偏小”）4．某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內是電壓表的改裝電路。（1）已知表頭G滿偏電流為100μA，表頭上標記的內阻值為900Ω，R1和R2是定值電阻。利用R1和表頭構成1mA的電流表，然后再將其改裝為量程為3V的電壓表。則根據題給條件，定值電阻的阻值應選R1=Ω（2）用量程為3V、內阻為2500Ω的標準電壓表V對改裝電壓表進行校準。在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P應靠近端（填“A”或“B”）。（3）若表頭G內阻的真實值小于900Ω，則會造成改裝后電壓表的讀數與標準電壓表的讀數相比（填“偏大”或“偏小”）。二、夯實基礎提升能力5．國家出臺政策嚴整酒駕醉駕的亂象，酒精濃度介于0.2～0.8mg/mL為酒駕，達到A.酒精傳感器RB.直流電源（電動勢為8V，內阻不計）C.電壓表（量程為6V，內阻非常大）D.電阻箱（最大阻值為999.E.定值電阻R（阻值為10.F.單刀雙擲開關一個，導線若干圖10（1）按下列步驟進行調試：①電路接通前，先將電阻箱調為40.0Ω，然后開關向（選填“a”或“b”）端閉合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數不斷（選填“變大”或“變小”），按照圖10（a）數據將電壓表上“電壓”刻度線標為對應的“酒精濃度”；③將開關向另一端閉合，測試儀即可正常使用.（2）將調試好的酒精濃度測試儀進行酒精濃度測量，當電壓表讀數為1.6V，則測量的酒精濃度（3）使用一段時間后，由于電源的電動勢略微變小，內阻變大，導致酒精濃度的測量結果（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）.6．小朗同學要將一滿偏電流Ig為500μA的微安表G改裝為毫安表。他先測量出微安表G的電阻，然后對微安表進行改裝，最后再利用一標準電流表，對改裝后的毫安表進行檢測。（1）為測量出微安表G電阻，小朗同學設計了如圖（a）所示電路，器材如下：A電源E1（電動勢1.5V，內阻很小）B電源E2（電動勢6.0V，內阻很小）C滑動變阻器Ra（阻值0~2000Ω）D滑動變阻器Rb（阻值0~15000Ω）E電阻箱R2（阻值0~600Ω）F開關兩個，導線若干為提高測量精度，電源E和滑動變阻器R1應該選擇____。A．電源E1和滑動變阻器Ra B．電源E2和滑動變阻器RaC．電源E1和滑動變阻器Rb D．電源E2和滑動變阻器Rb（2）該實驗操作的步驟有：A按圖（a）電路原理圖連接線路；B將R1的阻值調到最大，閉合開關S1后調節R1的阻值，使毫安表G的指針偏轉到滿刻度；C保持R1不變，再接通S2，調節電阻R2，使電流表G指針偏轉到滿刻度的一半，讀出R2的阻值為400Ω，即認為Rg=R2，用此方法測得電流表內阻的測量值與真實值相比（選填“偏大”或“偏小”或“相等”）；（3）若忽略實驗的誤差，現通過并聯一個阻值為R=80Ω的電阻把微安表改裝成為一個特定量程的毫安表，則改裝的電表量程為mA；（4）根據圖（b）所示電路對改裝后的電表進行檢測，當標準毫安表的示數為1.6mA時，改裝表的指針位置如圖（c）所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預期值，改裝電流表的實際量程是mA；（5）要達到（3）的預期目的，無論測得的內阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為Ω的電阻即可。7．某同學將一量程為1mA的毫安表改裝成量程為0.6A的電流表。先將電阻絲R1與該毫安表并聯進行改裝，根據標示每1cm電阻絲的電阻為0.1Ω，然后選用合適的電源E、滑動變阻器R（1）該毫安表銘牌標示的內阻為30Ω，據此計算電阻絲R1接入的長度應為L=（2）按照電路圖連接電路，開關閉合前，R2的滑片應移到最（3）開關閉合后，調節R2A．R1斷路 B．R（4）排除故障后，調節R2的滑片位置，當標準電流表的示數為0.42A時，毫安表的示數為0.60mA，由此可推測出改裝的電流表量程8．如圖所示，為某物理興趣小組改裝電流表的電路。已知毫安表表頭內阻為60Ω，滿偏電流為2mA，R1和R2為定值電阻。若毫安表可改裝成量程為4mA和15mA的電流表，則：

（1）圖中表筆A應為色（選填“紅”或“黑”）。（2）選擇開關S與（選填“a”或“b”）端相接時，電流表的量程為15mA。（3）由題給出的條件和數據，可以求出R1＝Ω，R2＝Ω。（4）若表頭標記的內阻不準，造成改裝后的電流表示數比標準電流表示數偏小，則表頭內阻的真實值應（選填“大于”或“小于”）60Ω三、思維提升創新應用9．某同學要將一量程為3mA的毫安表改裝為量程為3V的電壓表，該同學測得毫安表內阻為300Ω，經計算后將一阻值為R0（1）根據題給條件，R0=（2）根據圖（a），將（b）中的實物連接補充完整。（3）當標準電壓表的示數為2.0V時，毫安表的指針位置如圖（c）所示，由此可以推測出，改裝后電壓表的量程不是預期值，而是V（保留2位有效數字）。（4）改裝的電壓表量程不是預期值，原因可能是____。（填正確答案標號）A．毫安表內阻測量錯誤，實際內阻大于300ΩB．毫安表內阻測量錯誤，實際內阻小于300ΩC．R0D．R0（5）經檢查，R0值計算正確，且接入電路的值無誤，則毫安表的內阻為10．某物理興趣小組將一個量程Ig=1mA的毫安表改裝成量程（1）先利用歐姆表測量了毫安表的內阻Rg，然后將合適的電阻R0與該毫安表串聯，從而改裝成量程U0=3V的電壓表，請寫出電阻R0的字母表達式R0=圖甲圖乙圖丙（2）為更進一步準確測量毫安表的內阻，利用圖乙所示的電路進行了毫安表內阻的測量，具體步驟如下：①閉合開關S，調節滑動變阻器R1、電阻箱R2，分別記錄毫安表的示數I1、電流表A的示數I②重復①的操作，記錄多組不同R2、I1、I11．某物理興趣小組欲將電流表A1改裝成量程為15V的電壓表。小組同學先用如圖甲所示的電路測量電流表AA．電流表A1（量程為1mA，內阻約為290ΩB．電流表A2（量程為1.5mAC．定值電阻（阻值為600Ω）；D．定值電阻（阻值為60Ω）；E.滑動變阻器R；F.一節新的干電池E；G.開關S及導線若干。（1）圖甲中的電阻R0應選用（2）根據圖甲，用筆畫線代替導線，補充完成圖乙中實物間的連線。（3）正確連接線路后，閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，獲得多組A1的示數I1和A2的示數I2，將對應的數據在I2?I1（4）給A1串聯一個阻值為kΩ（結果保留三位有效數字）的定值電阻，可將A1改裝成量程為（5）用標準電壓表V0與V并聯進行校準。當V0的示數為12.4V時，A112．某同學要將量程為3mA的毫安表G改裝成量程為30mA的電流表。他先測量出毫安表G的內阻，然后對電表進行改裝，最后再利用一標準毫安表對改裝后的電流表進行校準，可供選擇的器材如下：毫安表頭G（量程3mA，內阻約為幾百歐姆）A．滑動變阻器R1（0~1kΩ）；B．滑動變阻器R2（0~10kΩ）；C．電阻箱R（0~9999.9Ω）；D．電源E1（電動勢約為1.5V）；E.電源E2（電動勢約為9V）；開關、導線若干具體實驗步驟如下：①按電路原理圖a連接電路；②將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關S1后調節滑動變阻器的阻值，使毫安表G的指針滿偏；③閉合S2，保持滑動變阻器不變，調節電阻箱的阻值，使毫安表G的指針偏轉到量程的三分之一位置；④記下電阻箱的阻值回答下列問題：（1）為減小實驗誤差，實驗中電源應選用（填器材前的字母），滑動變阻器應選用（填器材前的字母）；（2）如果按正確操作步驟測得電阻箱的阻值為90.0Ω，則毫安表G內阻的測量值Rg=Ω，與毫安表內阻的真實值Rg'相比，Rg（填“＞”“=”或“＜”）Rg'；（3）若按照第（2）問測算的Rg，將上述毫安表G并聯一個定值電阻R改裝成量程為30mA的電流表，接著該同學對改裝后的電表按照圖b所示電路進行校準，當標準毫安表的示數為16.0mA時，改裝表的指針位置如圖c所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預期值，要想達到實驗目的，無論測得的內阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將定值電阻R換成一個阻值為kR的電阻即可，其中k=；（4）若用該電流表量程3mA，內阻按照第（2）問測算的Rg按正確的步驟改裝成歐姆表并測標準電阻Rx的阻值時（如圖d），理論上其測量結果與標準電阻Rx實際阻值相比較（填“偏大”“偏小”或“相等”）。13．要測一個待測電阻絲Rx（約為260A.電源E：電動勢12V，內阻不計；B.電流表A：量程0~15mA，內阻RA為4C.電壓表V：量程0~10V，內阻RV約為10kD.滑動變阻器R1：最大阻值20E.滑動變阻器R2：最大阻值500ΩF.定值電阻R3G.定值電阻R4H.定值電阻R5L.電鍵S及導線若干。要求實驗中盡可能準確測量Rx（1）分別用游標卡尺、螺旋測微器測出電阻絲的長度L和直徑D，讀數如下圖所示，L=mm，D=mm。（2）為了在實驗時能獲得更大的測量范圍，實驗中滑動變阻器應選。（選填R1或R（3）為了測定待測電阻上的電流，應將定值電阻（選填R3或R4或（4）利用所給器材，在虛線框內畫出測量待測電阻Rx阻值的實驗原理電路圖（所有的器材必須用題中所給的符號表示）（5）根據以上實驗原理電路圖進行實驗，若電流表的示數為I，電壓表的示數為U，則其電阻率ρ的表達式為。（使用題目中所給的字母表示）四、直擊高考達成素養14．某實驗小組要將電流表G（銘牌標示：Ig=500μA，Rg=800Ω）改裝成量程為1V和3V的電壓表，并用標準電壓表對其進行校準。選用合適的電源、滑動變阻器、電阻箱、開關和標準電壓表等實驗器材，按圖⑴所示連接電路，其中虛線框內為改裝電路。（1）開關S1閉合前，滑片P應移動到（填“M”或“N”）端。（2）根據要求和已知信息，電阻箱R1的阻值已調至1200Ω，則R2的阻值應調至Ω。（3）當單刀雙擲開關S2與a連接時，電流表G和標準電壓表V的示數分別為I、U，則電流表G的內阻可表示為。（結果用U、I、R1、R2表示）（4）校準電表時，發現改裝后電壓表的讀數始終比標準電壓表的讀數偏大，經排查發現電流表G內阻的真實值與銘牌標示值有偏差，則只要____即可。（填正確答案標號）A．增大電阻箱R1的阻值B．減小電阻箱R2的阻值C．將滑動變阻器的滑片P向M端滑動（5）校準完成后，開關S2與b連接，電流表G的示數如圖（2）所示，此示數對應的改裝電壓表讀數為V。（保留2位有效數字）

答案解析部分1．【答案】（1）P（2）500（3）1000【解析】【解答】（1）電流從紅表筆進入從黑表筆流出，所以接線柱P接紅表筆；

（2）歐姆表的內阻

Rg=EIg=1.53×10-32．【答案】（1）M（2）100；2400（3）0.6【解析】【解答】（1）閉合開關S前，應將滑片P調至最左端，即M端。

（2）根據題意有

I=Ig+Ig?RgR1

代入數據解得

R1=100Ω

當開關接1時，電壓表的量程較大，即為0~3V，所以

U=I(Rg3．【答案】（1）ac（2）無（3）e；滑動變阻器滑片；200（4）800（5）偏小【解析】【解答】（1）由歐姆定律

U=IR

可知，與表頭G串聯的總電阻越大，電壓表量程越大，故選擇0~15V的量程時，應接入電路的兩個接線柱是ac。

（3）為保證電路安全，閉合開關前，滑動變阻器接入電路的電阻應調到最大，即滑動變阻器滑片應移到e端，先閉合開關S1，調節滑動變阻器滑片，直至表頭G指針滿偏。閉合開關S2，保持滑動變阻器阻值不變，僅調節電阻箱阻值，直至表頭G示數為滿偏示數的35，此時認為干路電流仍為Ig，則有

35IgRg=25IgR0

解得

Rg=200Ω

4．【答案】（1）100；2910（2）A（3）偏大【解析】【解答】（1）根據題意，R1I解得R此時電流表的電阻為R然后再將其與R2I聯立解得R（2）用量程為3V、內阻為2500Ω的標準電壓表V對改裝電壓表進行校準。在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P應靠近A端，可以使電壓表從零開始逐漸變大。（3）若表頭G內阻的真實值小于900Ω，則實際通過表頭G的電流偏大，則會造成改裝后電壓表的讀數與標準電壓表的讀數相比偏大。【分析】（1）改裝成電流表，表頭與定值電阻并聯，改裝成電壓表，表頭與定值電阻串聯；

（2）分壓式電路，在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P處在使并聯電路短路位置，對用電器具有保護作用。

（3）若表頭G內阻的真實值小于900Ω，滿偏電壓不變，則實際通過表頭G的電流偏大。5．【答案】（1）b；0.10；變大（2）沒有（3）偏小【解析】【解答】（1）①本實驗采用替代法，用電阻箱的阻值替代傳感器的電阻Rg，故應先將電阻箱調到40.0Ω，結合電路，開關應向b端閉合；由圖甲可知Rg=40Ω時，酒精濃度為0.10mg/mL。

②逐步減小電阻箱的阻值，定值電阻上的分壓變大，電壓表的示數不斷變大。

（2）電壓表讀數為1.6V，所以

U=R1R1+RgE=1010+6．【答案】（1）D（2）偏小（3）3.0（4）3.2（5）86.4【解析】【解答】（1）由于實驗中各器件的阻值都比較大，為減小實驗誤差，電源電動勢應盡可能大些，另外閉合開關S2時認為電路中總電流不變，實際閉合開關S2后，電路總電阻變小，電路電流變大，而閉合開關S2時微安表兩端的電壓變化越小，實驗誤差就越小，則選用電動勢較大的電源，故電源應選E2，且滑動變阻器要能使微安表滿偏，所以選擇Rb。

故答案為：D。

（2）閉合S2后，R2與Rg的并聯值R并<Rg，所以I總>Ig，而此時G的示數為滿偏電流的一半，所以IR2大于滿偏電流的一半，所以R2<R'g，即R測<Rg。

（3）根據電流表的改裝原理有I（4）標準毫安表的示數為1.6mA時，改裝后的電表顯示為刻度盤的中值刻度，故改裝電流表的量程為3.2mA。

（5）把毫安表改裝成電流表需要并聯分流電阻，并聯電阻阻值R=當量程為3.2mA時，則有R=所以R當量程為3.0mA時，則有R'=所以R'=86.4【分析】選擇儀器時在滿足測量要求的同時，盡可能的減少由于讀數等帶來的誤差影響。圖a利用半偏法測量電表內阻，默認閉合開關前后回路中總電流不變，再根據實際情況結合歐姆定律及串并聯規律進行誤差分析。熟悉掌握電報改裝的原理及電表校準的應用。7．【答案】（1）0.5（2）左（3）A（4）不是【解析】【解答】（1）根據串并聯規律I解得R接入長度應為0.5cm。

（2）為保護測量電路，應該將滑片滑至最左端。

（3）R1短路，毫安表示數為零，R1斷路，標準電流表示數接近于零。

故答案為：A。

（4）由于0.42故不是預期值。

【分析】根據電表改裝原理及串并聯規律推導得出接入電阻的阻值，在根據題意確定電阻絲的長度。為保護測量電路，閉合開關前，滑片應滑至時電路中電表讀數最小的位置。短路電阻相當于導線，斷路電阻相當于斷開的開關。8．【答案】（1）紅（2）a（3）16；44（4）大于【解析】【解答】（1）根據電流“紅進黑出”的規律，可知表筆A應為紅色。

（2）由歐姆定律可得，開關S接a時，電流表的量程為I接b時，電流表的量程為I可知選擇開關S與a端相接時，表的量程大，故選擇開關S與a端相接時，電流表的量程為15mA。

（3）將數據代入（2）中表達式，解得R1=16Ω（4）改裝后的電流表示數比標準電流表示數偏小，流過表頭的電流偏小，表頭內阻偏大，即表頭內阻的真實值應大于60Ω。

【分析】（1）根據電流“紅進黑出”的規律，分析表筆的顏色；（2）由歐姆定律分析開關S接a和b時的量程關系；（3）由歐姆定律求解R1和R2的阻值；（4）根據電流表的改裝原理分析實驗誤差。9．【答案】（1）700（2）（3）2.4（4）B；C（5）100【解析】【解答】（1）將毫安表改裝成電壓表需要將毫安表與電阻R0串聯，則有

3mA×300Ω+R0=3V

解得

R0=700Ω

（2）實物連接如圖

（3）由歐姆定律可知

2.0V2.5mA=U3.0mA

解得

U=2.4V

故改裝后電壓表的量程為2.4V。

（4）A、由上述分析可知，改裝后的電壓表量程偏小。R0連入回路中的阻值為

R0=700Ω

可知若毫安表內阻測量錯誤，實際內阻大于300Ω，則

Rg+R0>1000Ω

改裝后電壓表量程偏大，故A錯誤；

B、若毫安表內阻測量錯誤，實際內阻小于300Ω，則

Rg+R0<1000Ω

10．【答案】（1）U0Ig（2）100【解析】【解答】（1）根據歐姆定律可知U=解得R改裝后的電壓表示數總是比同量程的標準電壓表的示數大，可知通過改裝電壓表的電流較大，出現這種現象的可能原因是測量毫安表內阻時，測得內阻偏大，或者定值電阻R0偏小；

I即I結合I2R【分析】（1）由歐姆定律求出電阻R0的阻值；根據改裝原理分析實驗誤差；（2）根據電路結構，由歐姆定律推導I2I11．【答案】（1）C（2）（3）300（4）14.7（5）15.5【解析】【解答】（1）當電流表A1、A2滿偏時，A1并聯的電阻約為R'0=（2）根據圖甲，用筆畫線代替導線，補充完成圖乙中實物間的連線如圖所示（3）根據串并聯電路特點和歐姆定律有I2=I1+I（4）將A1改裝成量程為15V的電壓表，需要串聯的電阻為（5）當V0的示數為12.4V時，A1的示數為0.80mA，當V0的示數為

【分析】（1）利用電表的改裝結合電流表的量程及歐姆定律可以求出電阻的選擇；

（2）利用電路圖進行實物圖的連線；

（3）利用并聯電路的電流特點結合圖像斜率可以求出A1的內阻大小；

（4）利用電