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1、高考物理母题解读（八）恒定电流母题高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题8、电表内阻测量与改装实验【解法归纳】在半偏法测电流表内阻实验中，串联在电路中的可变电阻R应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器，在能够满足电流表满偏的条件下，电源电动势尽可能选择大的测量误差小。选择电源电动势的方法是：滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中，当闭合与电流表并联支路中的电键时，电路中总电阻减小，电流增大，调
2、节电阻箱的电阻值使电流表半偏，与电流表并联的电阻箱R1中电流将大于电流表中的半偏电流，R1小于电流表内阻rg，所以测量值R1与rg的真实值相比偏小。电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对，所以采用分压电路。典例：（2011上海物理第29题）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表G1 (05mA，内阻约300)，电流表G2 (010mA，内阻约100)，定值电阻R1 (300)，定值电阻R2 (10)，滑动变阻器R3 (01000)，滑动变阻器R4(020)，干电池(1.5V)，电键S及导线若干。(1)定值电阻应选
3、 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)【针对训练题精选解析】1.（2011海南物理卷13题）图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头A的量程为Ig=600A内阻为Rg。mA是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。(1)图1中分流电阻RP的阻值应为_。(2)在电表表改装后的某次校准测量中，mA表的示数如图2所示，由此读出流过电流表A的电流为_mA。此时流过分流电阻RP的电流为_mA（保留一位小数）2（2010北京理综）（1）甲同学要把一个量程为200A的直流电流计，改装成量度范围是04的直流电压表。她按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻0约为k。为
4、使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用_，电阻器1应选用_，电阻器2应选用_（选填器材前的字母）电源（电动势1.5）电源（电动势6）电阻箱（0999.9 ）滑动变阻器（0500 ）电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（05.1 k）电位器（051 k）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是_，_，_，_，最后记录1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母） 闭合闭合调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值，使电流计指针偏转
5、到满刻度如果所得的的阻值为300.0，则图中被测电流计的内阻的测量值为_，该测量值_实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。【解析】半偏法测量表头内阻时，首先要选择滑动变阻器，最大电阻必须大于电路所需的最小电阻，电路的最大电流为表头的满偏电流，根据欧姆定律，电路所需的最小电阻为k或k，考虑到保护R0=1 k，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 k或6.5k，电路图中R2是滑动变阻器，不能选择D和E只能选择F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为6V的B，而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R1是用来测量表头内阻的，所以只能选
6、择能够读出电阻值的电阻箱C。实验步骤为：第一步闭合S2（B），第二步调节R2的阻值，使电流计满偏（C），第三步闭合S1（A），第四步调节R1的阻值，使电流计半偏（E），第五步读出R1的示数为待测表头的内阻。R1的示数为待测表头的内阻是300.0k。闭合S1后，电路的总电阻减小，当表头指针半偏时，干路电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流，所以电阻箱的阻值略小于表头内阻。给表头串联一个电阻可以改装成电压表，改装电压表的内阻为=20k，则串联电阻大小为20k-300=19.7k。3（2010天津卷）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2k。实验室提供的器材有：电
7、流表A，量程0.6A，内阻约0.1；电压表V2，量程5V，内阻为5k；定值电阻R1，阻值30；定值电阻R2，阻值为3k；滑动变阻器R3，最大阻值100，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5；开关S一个，导线若干。有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号： 由上问写
8、出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。AmARR0abES4.（2008海南物理第14题）一毫安表头 满偏电流为9.90 mA，内阻约为300 要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图所示图中， 是量程为2 A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源完善下列实验步骤：将虚线框内的实物图按电路原理图连线；将滑动变阻器的滑动头调至 端（填“a”或“b”），电阻箱R0的阻值调至零； 合上开关；AmAR0SE 调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为1 A； 调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会
9、（填“增大”、“减小”或“不变”）； 多次重复步骤，直至标准电流表的读数为 ，同时毫安表指针满偏回答下列问题： 在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1 ，由此可知毫安表头的内阻为 用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 A 对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素： 。5. （2006全国理综卷第22题）现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4k）；电流表（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15
10、000；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。i.试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）ii.电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV_。答案：（2）i.电路如图ii.双制作解析：若选用电阻R1，利用闭合电路欧姆定律及其相关知识计算得出电压表读数为1.92V，电流表读数0.96mA，测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半，符合要求。电路接通后，通过的R1电流I1=U/R1,，则通过电压表的电流I2=I- I1= I-U/R1,电压表内阻RVU/ I2=。6（
11、2012年3月江苏三校联考）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表G1（05mA，内阻约300）；电流表G2（010mA，内阻约100）；定值电阻R1（300）；定值电阻R2（10）；滑动变阻器R3（01000）；滑动变阻器R4（020）；干电池（1.5V）；电键S及导线若干。（1）定值电阻应选_，滑动变阻器应选_。（在空格内填写序号）I2I1O（2）用连线连接实物图。（3）补全实验步骤：按电路图连接电路，将滑动触头移至最_端（填“左”或“右”）；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2
12、；多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。（4）根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_。7（2012年4月四川泸州二模）测定电流表内电阻的实验中备用的器件有A.小量程电流表G(量程0100A）B.电阻箱（阻值范围0999.9）C.电阻箱(阻值范围099999）D.电源（电动势2V，有内阻）E.电源（电动势6V，有内阻）F.开关和导线如果采用如图所示的电路测定小量程电流表G的电阻值且要想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，电阻R1应选用_，电阻R2应选用_电源E应选用_。（均用字母代号填写）。某同学
13、利于该电路图两次测量电流表内电阻的实验操作步骤如下：第一次测量：合上S1，断开S2，调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，再合上S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的2/3，读出R2的阻值为R0，则电流表内电阻Rg的测量值为_第二次测量：合上S1，断开S2，调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，再合上S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半时，读出此时R2的阻值为R0，则电流表内电阻Rg的测量值为_由于电路系统误差的影响，两次电流表内阻的测量值均比电流表的真实内阻值_ (选填“偏大”或“偏小”)。如果两次测量读数准确无误，不考虑读数的误差，上述两
14、次电流表内阻的测量值更接近于电流表真实内阻值的是_。（选填答案标号）A.第一次测量 B.第二次测量 C.两次测量均一样 D.无法确定8.（2012年5月吉林省长春市第三次调研）在电学实验中，伏特表的内阻可以用下面的电路测量。电路中的电源电动势未知，电源的内阻忽略不计。外接电阻R的阻值已知（它和电压表的内阻接近）。（1）请根据实物电路画出实验电路原理图，画在答题纸的方框中。 （2）实验步骤如下：闭合开关S1、S2稳定后，读出电压表的读数U1；闭合开关S1、断开开关S2稳定后，读出电压表的读数U2； 请根据上面测量的物理量和已知量，写出伏特表内阻的表达式： 。9.（2012西安联考）现要测量某一电
15、压表的内阻。给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4k）；电流表（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。(i).试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）(ii).电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV_。9.答案：(i).电路如图(ii).10. （2012武汉联考）有一电流表，量程为1 mA，内阻r1约为100
16、 。要求测量其内阻。可选用器材有：电阻器R0，最大阻值为99999.9 ；滑动变阻器甲，最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源E1，电动势约为2 V，内阻不计；电源E2，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干。AR1RS2S1EAA采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：断开S1和S2，将R调到最大；合上S1调节R使满偏；合上S2，调节R1使半偏，此时可以认为的内阻rgR1，试问：在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择 ；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择 ；电源E应该选择 。认为内阻rgR1，此结果与rg的真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）10