届高三物理一轮复习恒定电流12电学实验测电表内阻答案.docx
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届高三物理一轮复习恒定电流12电学实验测电表内阻答案
2021届高考物理一轮复习恒定电流12：
电学实验——测电表内阻
班级__________座号_____姓名__________分数__________
一、知识清单
1．测电表内阻的方法
（1）
说明
电路原理图
测量值
伏安法及其变式
①伏安法
;
②电压表量程太大，电流表串联定值电阻分压；电流表量程太大，电压表并联定值电阻分流
③两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻
④两只同种电表内阻都未知，电阻箱（或定值电阻）当电表用
替代法
单刀双掷开关分别接1、2，两次电表读数相同
计算法
根据闭合电路欧姆定律计算
【答案】
2．半偏法测电表内阻
电流半偏法
电压半偏法
原理图
实验步骤
①先合下S1，调节R0使电流表指针满偏.
②再合下S2，保持电阻R0不变，调节R′使电流表指针半偏，记下R′的值.
③若R0＞100R′，则Rg=R′
①先合下S1，调节R0=0，再调节R使电压表指针满偏.
②保持变阻器电阻R不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.
③若R0＞＞R，有RV=R0
测量值与真实值
R测量＜R真实
R测量＞R真实
实验要求
电源电动势应尽量选大一点
电动势大一点，变阻器R小一点
【答案】
二、实验题
3．（2019·河南高考模拟）有一量程为5V的电压表V，其内阻约为2kΩ，要准确测量其内阻，实验室有以下器材：
A．待测电压表V
B．电流表A1（量程为10mA，内阻未知）
C．电流表A2（量程为100μA，内阻未知）
D．电阻箱R（阻值范围为0～9999.9Ω）
E．滑动变阻器R1（总阻值为100Ω，额定电流为1A）。
F．滑动变阻器R2（总阻值为2kΩ，额定电流为0.1A）
G．电源E1（内阻不计，电动势为6V）
H．电源E2（内阻不计，电动势为1.5V）
I．开关及导线若干
（1）要准确测量电压表V的内阻，电流表应选______，滑动变阻器应选______，电源应选______。
（填器材前的字母序号）
（2）现设计了如图所示的测量电路图，请在如图对应的实物图上正确连线____________。
（3）实验中电阻箱应调到合适的阻值，下列阻值中最合适的是______。
A.2kΩB.3kΩC．l00ΩD.660Ω
（4）U为电压表V的示数，I为电流表A的示数，R为电阻箱的读数，根据测量数据和电路图，写出电压表V的内阻的测量值表达式，RV=______。
【答案】BEG
D
【解析】
【详解】
（1）通过电压表的最大电流约为：
I=
=0.0025A=2.5mA，电流表应选择B；
为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；电压表量程为5V，电源应选择G；
（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（3）当电流表满偏电压表满偏时，电阻箱阻值为：
R=
≈666.67Ω，则电阻箱选择D比较合适；
（4）电压表内阻为：
RV=
，其中：
U为电压表示数，I为电流表示数，R为电阻箱阻值。
4．（2019·宁波市北仑中学高一期中）为了测量某电池的电动势E（约为3V）和内阻r（约为3Ω），可供选择的器材如下：
A．电流表G1（2mA100Ω）B．电流表G2（1mA内阻未知）
C．电阻箱R1（0~999.9Ω）D．电阻箱R2（0~9999Ω）
E．滑动变阻器R3（0~10Ω1A）F．滑动变阻器R4（0~1000Ω10mA）
G．定值电阻R0（800Ω0.1A）H．待测电池I．导线、电键若干
①采用如图（甲）所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示：
根据测量数据，请在图（乙）坐标中描点作出I1—I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于____Ω．
②在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图（丙）所示的电路．在给定的器材中，图中滑动变阻器①应该选用____，电阻箱②应该选用_____（均填写代号，如A,B等）．
【答案】①200；②R3；R2；
【解析】
【详解】
①将表格中的数据描点，连线如右图所示；
已知电流表G1内阻为100Ω，由并联电路的规律可知：
，故图象的斜率为
，解得：
r2=200Ω；
②滑动变阻器选择阻值较小的R3即可；电流表G2的量程为1mA，内阻为r2=200Ω；假如要改装成量程为3V的电压表，则需串联的电阻为
，则电阻箱②应该选用R2。
5．（2018·兴化一中四模）实验室提供以下器材测量电流计G的内阻：
A．待测电流计G（0～10mA，内阻约300Ω）
B．电压表V（0～15V，内阻约3kΩ）
C．电流表A（0～15mA，内阻约100Ω）
D．定值电阻R1（300Ω）
E．定值电阻R2（10Ω）
F．滑动变阻器R3（0～1000Ω）
G．滑动变阻器R4（0～15Ω）
H．干电池（4.5V，内阻不计）
I．开关S及导线若干．
某同学设计了如图23甲、乙所示两个测量电路，
图23
（1）用图甲电路测量时误差较大，原因是_____________________________________；
（2）用图乙电路进行实验时，滑动变阻器应选用________，定值电阻应选用________（选填器材前的字母）；
（3）请用笔画线代替导线，将图丙的电路正确连接．
（4）按电路图乙连接实验，记录待测电流计G的读数I、电路中另一个电表的读数x；移动滑动变阻器的滑片，获得多组I、x的值．以I为纵坐标，x为横坐标，作出如图丁所示的图线，若图线的斜率为k，则待测电流计G内阻为________．该实验测得电流计G的内阻测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）．
【答案】
（1）甲图中电压表量程过大
（2）G D （3）电路如图所示
（4）300（
－1） 相等
【解析】
（1）用题图甲电路测量时误差较大，原因是题图甲中电压表量程过大；
（2）用题图乙电路进行实验时，滑动变阻器用分压接法，则应选用阻值较小的滑动变阻器，则选G；定值电阻应选用与待测电流表阻值相当的定值电阻，则选D；
（3）电路连接如图：
（4）由欧姆定律可知：
IRG＝（x－I）R1，解得I＝
x，则
＝k，其中R1＝300Ω，解得RG＝300（
－1）；实验中电流表A的内阻对测量结果无影响，则测得电流计G的内阻测量值与真实值相等．
6．理想电压表的内阻无穷大,而实际电压表并非如此,现要测量一个量程为0~3V、内阻约为3kΩ的电压表的阻值,实验室备有以下器材:
A.待测电压表V1:
量程为0~3V,内阻约为3kΩ
B.电压表V2:
量程为0~6V,内阻约为6kΩ
C.滑动变阻器R1:
最大阻值20Ω,额定电流1A
D.定值电阻R0
E.电源:
电动势6V,内阻约1Ω
F.开关一个、导线若干
（1）利用以上器材设计如图甲所示测量电路,请你按图甲所示电路将图乙中的实验仪器连接起来。
甲乙丙
（2）请写出按该电路测量电压表V1内阻RV的表达式:
。
（3）在正确连接电路后,闭合开关S,不断调节滑动变阻器R1的滑片位置,记录多组电压表V1、V2示数,作出U2-U1图线如图丙所示。
若R0=1480Ω,由图线上的数据可得RV= Ω。
【答案】
（1）如图所示
（2）RV=
R0（3）2960
【解析】本题考查并联电路特点及欧姆定律,意在考查学生由实验目的确定实验原理完成实验的能力。
由并联电路两端电压相等可知,定值电阻R0两端的电压为U0=U2-U1,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流为I0=
=IV1,因此电压表V1的内阻RV=
解以上三式得RV=
R0,将其变形得到U2＝U1
，由图象斜率k=1.5=1+
⇒RV=2960Ω。
7．（2015·吉林省实验中学二模）实际电压表内阻并不是无限大，可等效为理想电压表与较大的电阻的串联，测量一只量程已知的电压表的内阻，器材如下：
①待测电压表（量程3V，内阻约3kΩ待测）一只，②电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只，③电池组（电动势约为3V，内阻不计），④滑动变阻器一个，⑤变阻箱（可以读出电阻值，0～9999Ω）一个，⑥开关和导线若干．
某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
（1）该同学设计了如图24甲、乙两个实验电路．为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是________（填“甲”或“乙”）电路．
图24
（2）用你选择的合理电路进行实验时，闭合开关S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：
电压表的读数U和________（填上文字和符号）．
（3）用合理电路进行实验过程中，选择下面哪个作为坐标轴，能作出相应的直线图线________．
A．U－IB．U－
C.
－RD．U－R
（4）设直线图象的斜率为k、截距为b，请写出待测电压表内阻表达式RV＝________.
【答案】
（1）乙
（2）电阻箱的阻值R （3）C （4）
【解析】
（1）图甲所示电路滑动变阻器与电压表串联接入电路，电源电动势为3V，电压表内阻约为3kΩ，由于电压表内阻太大，电路电流很小几乎为零，电流表无法准确读数，因此甲电路不合理；由于电阻箱电阻最大阻值为9999Ω，改变电阻箱阻值可以改变电压表示数，测出多组实验数据，因此比较合理的实验电路是乙．
（2）选用图乙所示实验电路，闭合开关S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：
电压表的读数U和电阻箱阻值R.
（3）电压表内阻约为3kΩ，相对于电压表内阻来说电源内阻可以忽略不计，由闭合电路欧姆定律可得：
E＝UV＋IR＝U＋
R，则：
＝
＋
R，
应用图象法处理实验数据时，应作出
－R图象，故选C.
（4）由
＝
＋
R可知，
－R图象的斜率：
k＝
，截距b＝
，则电压表内阻RV＝
；
8．（2007年全国）Ⅱ22.
（2）有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用的器材有：
电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。
采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：
a.断开S1和S2，将R调到最大；
b.合上S1，调节R使满偏；
c.合上S2，调节R1使半偏，此时可认为的的内阻rg＝R1。
试问：
（ⅰ）在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选 ① ；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择 ② ；电源E应该选择 ③ 。
（ⅱ）认为内阻rg＝R1，此结果与的rg真实值相比 ④ 。
（填“偏大”、“偏小”、“相等”）
【答案】①R0 ,②滑动变阻器甲，③E2,④偏小
【解析】（ⅰ）根据半偏法的测量原理，R1必须选电阻箱R0，否则不能读出电阻值；由于电流表的满偏电流为Ig=1mA，则R=E/Ig，电源选择E2，误差较小，故R应选滑动变阻器甲。
（ⅱ）根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得：
合上S1，调节R使满偏：
合上S2，调节R1使半偏（电路中的总电流）：
故：
I＞Ig。
所以，通过电阻箱的电流IR1，IR1＞Ig/2
用U表示电阻箱两端电压，则
即：
rg＞R1
故：
认为内阻rg＝R1，此结果与的rg真实值相比偏小。
第90节电表内阻的测定.吕叔湘中学庞留根
12003年江苏）13.要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA（约40Ω）。
除此多用电表外，还有下列器材：
直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150Ω），电键一个，导线若干。
要求：
⑴写出实验步骤。
⑵给出RA的表达式。
分析：
电流表是一个能指示自身电流的电阻。
多用表能够测量电流、电压和电阻。
特别注意题目中的三个“约”字，E、R都要用多用表测量其值，然后再用伏安法测量RA。
【答案】⑴实验步骤：
①用多用电表的直流电压档测量电源电动势E。
②用多用电表的Ω档测电阻阻值R。
③将多用电表置于电流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端。
合上电键，记下多用电表读数I。
⑵
，解得
9．有一只量程为3V的电压表，内阻约为5～8kΩ，某同学要精确地测量该电压表的内阻，设计的测量电路如图13所示，其中R2为最大电阻9999Ω的电阻箱，R1为滑动变阻器，电源电动势为4.5V，内阻很小．实验步骤如下：
图13
①按电路图连接电路；
②闭合S2；
③将滑动变阻器滑片调至最左端；
④闭合S1；
⑤调节滑动变阻器，使电压表满偏；
⑥再打开S2，调节电阻箱，调至电压表半偏，记下电阻箱的读数，并认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻．
（1）图14中电阻箱的读数为________kΩ.
图14
（2）实验室中有两个滑动变阻器：
a．最大阻值为20Ω，额定电流为1A；
b．最大阻值为10kΩ，额定电流为20mA.
为了能精确测量电压表内阻，实验中应选择________滑动变阻器（填变阻器前的字母代号）．
（3）实验中S2从闭合到断开（断开S2之前，电阻箱置于9999Ω），断开后A、B两点的电压UAB________3V（选填“>”“<”或“＝”）．
（4）实验中由于电路设计所存在的实验误差（系统误差），导致测量值________真实值（选填“>”“<”或“＝”）．
【答案】
（1）7.5
（2）a （3）> （4）>
【解析】 （4）电阻箱的接入使电压表与电阻箱的分压大于原来电压表的分压，则电阻箱的分压大于电压表的分压，其阻值要大于电压表的内阻．
10．（2019•海南）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。
实验室提供的器材为：
待测电流表A（量程10mA，内阻约为50Ω），滑动变阻器R1，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关S1和S2，导线若干。
（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用；
（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线；
（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格:
①10Ω，额定电流2A②1500Ω，额定电流0.5A
实验中应该取 。
（填“①”或“②”）
【答案】
（1）电路图如图所示；
（2）实物电路图如图所示；（3）②。
【解析】
（1）测电流表内阻，由题意可知，实验没有提供电压表，提供了电阻箱与两个开关，本实验应用半偏法测电流表内阻，电流表与电阻箱并联，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示；
（2）根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；
（3）可以估算若滑动变阻器最大值选
，
，超过了待测电流表的量程，所以只能选最大阻值为
的滑动变阻器。
滑动变阻器接入电路的最小阻值约为：
600﹣50＝550Ω，滑动变阻器应选择②；
11．（2016·全国卷Ⅱ）某同学利用图（a）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99999.9Ω），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：
图1
①按电路原理图（a）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（a）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（a）所示电路将图（b）中实物图连线．
图1
（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，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，可推断该表头的满刻度电流为________（填正确选标号）．
A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA
【答案】
（1）R1
（2）连线如图所示 （3）2520 （4）D
【解析】
（1）此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R1.
（3）近似认为电压表所在支路的总电压不变，且流过电压表与电阻箱的电流相等，由串联分压特点知
＝
，则RV＝4R＝2520Ω.
（4）因电压表是由一个表头和电阻串联构成，表头允许的最大电流不会因此改变，则由欧姆定律可知，I满＝
＝
A≈1mA.
12．[2017·全国卷Ⅱ]某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μA，内阻大约为2500Ω）的内阻．可使用的器材有：
两个滑动变阻器R1、R2（其中一个最大阻值为20Ω，另一个最大阻值为2000Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99999.9Ω）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线．
（2）完成下列填空：
①R1的最大阻值为________（填“20”或“2000”）Ω.
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的________（填“左”或“右”）端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________（填“相等”或“不相等”）．
④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω（结果保留到个位）．
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：
____________________________________________．
【答案】
（1）连线如图
（2）①20 ②左 ③相等 ④2550
（3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程
【解析】
（2）①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器，因此R1要选择最大阻值为20Ω的滑动变阻器．
②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最小，从而保护了微安表．
③接通S1前后，微安表的示数保持不变，这说明S1接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等．
④因B与D电势相等，
＝
，对调后
＝
，解得RA＝
＝2550Ω.
13．（2015·湖北八校高三二次联考）现有一只电压表有刻度但无刻度值，提供以下可选用的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量这个电压表的满偏电压Ug。
A．待测电压表V1，满偏电压约3V，内阻RV1＝3000Ω，刻度均匀、总格数为N；
B．电流表A：
量程0.6A、内阻RA约0.1Ω；
C．电压表V2：
量程15V、内组RV2约15kΩ；
D．标准电阻R1＝10Ω；
E．标准电阻R2＝10kΩ；
F．滑动变阻器R：
最大阻值200Ω；
G．学生电源E：
电动势15V，内阻不计；
H．开关一个。
（1）方框中已画出部分实验电路图，请你完成剩余的部分电路图，并标上题目中所给仪器的字母代号。
（2）测出多组数据，其中一组数据中待测电压表V1的指针偏转了n格，可计算出满偏电压Ug为________（用字母表示），式中除题目已给的物理量外，其他字母符号表示的物理量物理意义是___________________________。
【答案】
（1）见解析图
（2）
电压表V2示数U
【解析】
（1）待测电压表内阻已知，若能求出电路中的电流即可明确其不同刻度处时的电压，根据格数即可求得满偏电压值；因电压表中允许通过的电流较小，不能让其与电流表相串联，故只能用电压表并联的方式测出电压值，而V2量程过大，故应串联一保护电阻；原理图如图所示。
（2）若V2示数为U，则流过V1的电流I＝
，待测电压表的示数为：
IRV1＝
；故满偏电压Ug＝
，其中U是直流电压表V1的指针指到第n格时，标准电压表V2的读数。
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