2019人教版必修第三册第十一章第4节课时2电表的改装、伏安法测电阻提升练习（word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十一章 第4节 课时2 电表的改装、伏安法测电阻 提升练习
一、多选题
1．如图所示是一个拥有和两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，对应其中一个量程：当使用a、c两个端点时，对应另外一个量程。已知表头的内阻为，满偏电流为，则（　　）
A．当使用a、b两个端点时，对应量程为
B．当使用a、c两个端点时，对应量程为
C．的阻值为
D．的阻值为
2．大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表和变阻箱改装而成，如图是改装后的电表，已知灵敏电流表的满偏电流为，内阻为，变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是（　　）
A．甲表是电流表，改装后的量程为
B．甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱的阻值，则改装表的量程增大
C．乙表是电压表，若增大接入电路的变阻箱的阻值，则改装表的量程增大
D．乙表是电压表，改装后的量程为
3．如图所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I－R图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则(　　)
A．甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大
B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少
4．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的，下列说法正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
5．在如图所示的电路中，电流表A1和A2的示数分别为0.3A和0.4A，若将电路中的某两个电阻的位置互换，电流表A1和A2的示数却不变，则电流表A的示数可能为（　　）
A．0.45A B．0.50A C．0.55A D．0.60A
二、单选题
6．如图所示，为了测量Rx的电阻，电流表事先已经接好，拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，发现电流表示数有变化明显，电压表示数基本不变。则下列说法正确的是（　　）
A．此电阻为小电阻，K接b误差较小，测量结果略微偏小
B．此电阻为小电阻，K接c误差较小，测量结果略微偏大
C．此电阻为大电阻，K接b误差较小，测量结果略微偏小
D．此电阻为大电阻，K接c误差较小，测量结果略微偏大
7．有三个相同的定值电阻R连入电路。如果连成如图甲所示的电路，A、B之间的电阻为；如果连成如图乙所示的电路，C、D之间的电阻为。则为（　　）
A．1：1 B．2：1 C．2：3 D．3：2
8．下列说法中正确的是（ ）
A．电流的方向就是电荷移动的方向
B．电流都是由电子的移动形成的
C．在直流电源对外供电的过程中，外电路上电流的方向是从电源正极流向负极
D．电流是有方向的量，所以是矢量
9．电流表的内阻是Rg＝100Ω，满刻度电流值是Ig＝1mA，现欲把这电流表改装成量程为5V的电压表，正确的方法是（ ）
A．应串联一个0.1Ω的电阻 B．应并联一个0.1Ω的电阻
C．应串联一个4900Ω的电阻 D．应并联一个4900Ω的电阻
10．图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（ ）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
11．把一个电流计接成如图所示电路．三个端点、、，一次使用、两个端点，一次使用、两个端点，已知改装之后的电流表有两个量程：和．已知电流计内阻，电流计满偏电流．下列判断正确的是（ ）
A．使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，
B．使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，
C．使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，
D．使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，
12．如图所示是一种测量电阻的实验装置电路图，其中R1、R2是未知的定值定值，R3是保护电阻，R是电阻箱，Rx是待测电阻，是一只零刻度在中央、指针可以左右偏转的双向电压表.闭合开关S1、S2，调节R，使电压表的指针指在零刻度处，这时R的读数为90Ω；将R1、R2互换后，再次闭合S1、S2，调节R，使电压表V的指针指在零刻度处，这时R的读数为160Ω，那么被测电阻Rx的数值及R1与R2的比值分别为 （ ）
A．120Ω 3:4
B．125Ω 4:3
C．160Ω 16:9
D．250Ω 9:16
13．如图，、间电压恒定，当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为﹔当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为。可以推断（　　）
A．真实值更接近，比略大 B．真实值更接近，比略小
C．真实值更接近，比略大 D．真实值更接近，比略小
三、实验题
14．（1）将满偏电流Ig=300μA、Rg=100Ω的电流表改装成电压表．将该表改装成量程为3V的电压表，需_______（填“串联”或“并联”）阻值为R1=_______Ω的电阻．
（2）一只小灯泡标有“3V，0.6W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻．电源电动势为12V，内阻为1Ω；最大阻值为5Ω的滑动变阻器；电流表的内阻约为1Ω；电压表的内阻约为10kΩ；开关一个、导线若干．在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用________(填“内接”或“外接”)法．滑动变阻器应采用________(填“分压式”或“限流式”)接法．
15．一细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图1所示，此材料长约3 cm，电阻约为100 Ω，已知这种材料的电阻率为ρ．欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量．现提供以下 实验器材
A．20分度的游标卡尺；
B．螺旋测微器；
C．电流表A1（量程50 mA，内阻r1＝100 Ω）；
D．电流表A2（量程100 mA，内阻r2约为40 Ω）；
E．滑动变阻器R1（0～10 Ω，额定电流2 A）；
F．直流电源E（电动势为12 V，内阻很小）；
G．上述导电材料R2（长约为3 cm，电阻约为100 Ω）；
H．开关一只，导线若干．
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示，其示数L＝________cm，用螺旋测微器测得该样品的外直径如图3所示，其示数D＝________mm．
（2）在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号____．
（3）用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内直径d＝________．
16．某同学用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，改变滑动变阻器的阻值，测得多组电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图像如图所示．
（1）若把电压表和电流表均当作理想电表来处理，则电源电动势E=____V，内阻r=____Ω．
（2）若电流表内阻RA不能忽略，则（1）中测得的电源内阻_____真实值（填“大于”或“小于”）．为了测得电源内阻的真实值，这位同学采用了如图所示的电路测量出了RA，实验操作步骤如下：
①按图丙连接好电路，断开S1、S2，将R调到最大．
②合上S1，调节R使电流表满偏．
③保持R不变，闭合S2，调节电阻箱使电流表半偏．
④断开S1，读出R＇的阻值为0.3Ω．
⑤实验中R远大于R＇，则可认为电流表内阻RA=____Ω．
⑥电源内阻的值为____Ω．
17．晓明同学在实验过程中需改装一电流表，现有一小量程电流表内阻Rg＝200Ω，满偏电流Ig＝20mA，现在需改装成0-0.1A和0-1A的两个量程的电流表（如图甲），此电流表公用一负接线柱，通过选择不同的正接线柱改变量程，改装电路如图乙所示，其中a接线柱应该标注量程为______（选填“0-0.1A”或“0-1A”）．通过计算，晓明认为需接入R1=______Ω和R2=________Ω.
甲 乙
18．在做测量一只蓄电池的电动势和内阻的实验时，某同学设计电路图如下：
连好电路后按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如图，请在图上作出相应图象________．则待测蓄电池的电动势E为____________V，内阻r为_________．（结果均保留三位有效数字）
19．现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率。
(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D，测量结果示数如图甲所示，由图甲可知D=_______mm；
(2)现要利用图乙来测量该导体的电阻阻值R，实验步骤如下：
①实验时先将滑动变阻器的阻值调到最大，然后闭合开关K1，将开关K2打向1处，，接着调节滑动变阻器，使电压表有明显读数，并记下此时电压表的读数U。断开开关K1；
②闭合开关K1，将开关K2打向2处，调节电阻箱，使电压表的读数仍为U。然后读出电阻箱的阻值，如图丙。
本实验中电阻箱此时的阻值为R0=______Ω，被测电阻的电阻阻值大小为R=_________Ω。
20．在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表的内阻时备有下列器材：
A．待测电流表（量程，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围）
C．滑动变阻器（阻值范围）
D．电阻箱（）
E．电阻箱（）
F．电源（电动势，有内阻）
G．电源（电动势，有内阻）
H．开关；导线
（）若采用如图所示电路测定电流表的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，应选用_____，电源应选用_____（用器材前的英文字母表示）．
（）实验要进行的步骤有：
A．合上开关
B．合上开关
C．将的阻值调到最大
D．调节的阻值，使电流表指针满偏
E．调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处
F．记下的阻值并断开
G．按如图所示连接好实验电路
以上步骤，合理的顺序是_______（用步骤前的英文字母表示）．
（）若在步骤中读得的阻值是，测定电流表内阻__________，若要将该电流表改装成量程的电压表，则应串联一个阻值是__________的电阻．
（）表的刻度盘上原处应改写成__________．
（）把改装好的电压表与标准电压表进行逐格校对，改装及校准所用器材的实物如右图所示，试在给出的实物图中画出连接导线______．
四、解答题
21．有一个表头，其满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500Ω．求：
（1）如何将该表头改装成量程U=3V的电压表？
（2）如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．CD
【详解】
A．当使用a、b两个端点时，为一支路起分流作用，表头G与串联为另一支路，此时量程为，A错误；
B．当使用a、c两个端点时，为一支路起分流作用，表头G为另一支路，此时量程为，B错误；
CD．使用a、b两个端点时，当表头G达到满偏时通过电流表的总电流即为
同理当使用a、c两个端点时
代入数据求得：，， CD正确；
故选CD。
2．AC
【详解】
AB．电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程
所以改装后并联的分流电阻越大，其量程越小，故A正确；B错误；
CD．电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程
所以改装后串联的分压电阻越大，其量程越大，故C正确，D错误。
故选AC。
3．AC
【详解】
试题分析：串联电路电流处处相等，由图象判断出电流相等时两电阻丝的电阻大小，然后由欧姆定律判断其两端电压大小关系，由电阻定律判断其电阻率关系；由焦耳定律判断其产生的热量关系，由电功率公式判断功率关系．
由图象可知，在电流I相同时，，两电阻丝串联．通过它们的电流I相等，而，由可知，，故A正确；由于两电阻丝的横截面积与长度相同，，因为长短，粗细相同，由电阻定律可知，甲的电阻率大于乙的电阻率，故B错误；两电阻串联I相同，，由焦耳定律可知，相同时间，故C正确；两电阻串联，通过它们的电流I相同，，由可知，故D错误．
4．BC
【详解】
AB、灵敏电流表并联一个电阻，是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，故A错误，B正确；
CD、灵敏电流表串联一个电阻，是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大，故C正确，D错误．
5．BC
【详解】
画出等效电路如图
可以看出，、、三个电阻是并联，电流表测量的是通过、的电流之和，电流表测量通过、的电流之和。
第一种情况：若互换、的位置，两电流表的示数不变，则有
因为电流表的示数为，所以
因为电流表的示数为，则
则
所以
所以干路上的电流
第二种情况：若互换、的位置，两电流表的示数不变，则有
因为电流表的示数为，所以
因为电流表的示数为，则
所以
所以干路的电流为
有以上两种情况分析可知，电流表的示数可能为或。
故选BC。
6．D
【详解】
拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，发现电流表示数有变化明显，电压表示数基本不变，说明电压表分流作用明显，电阻为大电阻，电流表应该内接，即K接c误差较小，此时测出的电阻为R与电流表串联后的总电阻，测量结果略微偏大，故D正确，ABC错误。
故选D。
7．B
【详解】
如果连成如图甲所示的电路，A、B之间的电阻
如果连成如图乙所示的电路，C、D之间的电阻
则
故选B。
8．C
【详解】
电流的方向就是正电荷定向移动的方向 ，选项A错误；电流不都是由电子的移动形成的，有的是由离子视为定向移动产生的，选项B错误；在直流电源对外供电的过程中，外电路上电流的方向是从电源正极流向负极，选项C正确；电流是有方向的量，但是电流是标量，选项D错误；故选C．
【点睛】
本题中要注意电流的形成以及方向，同时明确电流的方向与矢量的方向意义不同，其运算按代数法则，不能按照平行四边形定则计算，故电流不是矢量，是标量．
9．C
【详解】
根据串并联电路的电压电流特点，电流表改装成电压表需要串联一个电阻，设串联一个阻值为R的电阻，可以把电流变改装成量程为5V的电压表，则由
得
故选C。
10．D
【详解】
灵敏电流计G改装电压表需串联大电阻分压，改装成电流表需并联小电阻分流，根据图可知，甲表为电流表，并联的电阻越大，则分流越小，量程越小，A、B错误，乙表是电压表，R越大，则分压越大，量程越大，故C错误，D正确．
点晴：难度较小，改装电压表和电流表所应用的原理都是串联分压和并联分流．
11．A
【详解】
根据电流表的改装原理可知，接，时，起分流作用为一支路，与串联为一支路，量程：
同理接、时，为一支路起分流作用，为一支路，量程：
可知：，故使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；联立解得，．
A. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，与计算结果，相符，故A正确；
B. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，与计算结果，不相符，故B错误；
C. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，与计算结果，不相符，故C错误；
D. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，与计算结果，不相符，故D错误．
12．A
【详解】
ABCD.此题中的电路图是电桥电路图，其中R、Rx、R1、R2称为电桥的四个臂，调节电阻箱R适当时，使电压表的读数为零，此时称电桥平衡；这时要满足的条件为，由该条件即可求出Rx及R1、R2的比值；
当R=90Ω时，即
R1、R2互换后，R=160Ω，即
所以得Rx=120Ω.进一步求出。
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．D
【详解】
由题意可知，电键S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则电压表的读数变化率
而电流表的读数变化率为
因此电流表的示数变化较大，说明电压表分流较多，要减小误差必须用电流表内接法，即接b，则电阻较准确的测量值
该电路中电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大，即真实值小于80Ω。
故选D。
14．串联 9900 外接 分压式
【详解】
（1）[1][2]将该表改装成量程为3V的电压表，需串联阻值为
（2）[3][4]小灯泡的电阻
则
；
因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，可知因采用电流表外接；滑动变阻器阻值较小，故采用分压电路。
15．3.015 3.205
【详解】
（1）[1][2]游标卡尺的读数为
螺旋测微器的读数为
（2）[3]因两个电流表中，D电流表的满偏电流大于C电流表的满偏电流，又C电流表内阻为定值，根据欧姆定律与串并联知识，应将C电流表与待测材料并联后再与D电流表串联，又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法，可设计电路图如图所示
（3）[4]电流表的示数为，电流表的示数为，根据电阻定律
，
根据欧姆定律可得
联立可得
16．（1）1.5 1.0 （2）大于 0.3 0.7
【详解】
(1)由闭合电路的欧姆定律可知，U-I图象的纵截距为E=1.5V，斜率.
(2)本实验采用了电流表的外接法，误差来源为电流表分压，测出的等效内阻为，故测量值大于真实值．
(3)测量电流表内阻采用了半偏法：由于R远大于R＇，在保持总电流基本不变时，电流表和电阻箱各分的一半的电流，故；故电源的内阻真实值为.
【点睛】掌握伏安法测电阻的原理，半偏法测电阻的原理是解本题的关键，一定明确本实验在R远大于R＇的条件下进行的．
17．0-1A； 5Ω； 45Ω．
【详解】
电流表量程越大，并联的分流电阻越小，由图示可知，接a接线柱时，电流表量程为1A．接b接线柱时，电流表量程为0.1A；由图示电路图可知，R1+R2= ，R1= ，代入数据解得：R1=5Ω，R2=45Ω．
点睛：本题考查了电流表的改装，知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构，应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题．
18． 2．20 1．50
【详解】
试题分析：图像连线如图；由图像可知E=2．2V；内阻
考点：测量电源的电动势及内阻
【名师点睛】
测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查．
19．5.315 14 14
【详解】
(1)[1]主尺示数为5mm，螺旋示数为
31.5×0.01mm=0.315mm
故示数为
5mm+0.315mm=5.315mm
(2) ②[2][3]电阻箱的读数为R0=14Ω。此实验的原理是采用等效替代法，若开关K2接1时与开关K2接2时电压表的读数相同，说明R的阻值与R0的阻值相同。因此根据等效替代的原理知R=14Ω。
20．（）C，D G （）GCADBEF （3） （） （）
【详解】
解：（1）测定电流表G的内阻，方法是半偏法，如果滑动变阻器的阻值远大于电流表内阻（即电阻箱的阻值），且电源电压较大，则实验误差较小，所以 R1应选C， R2应选D，电源应选用G
（2）以上步骤，合理的顺序是：连好电路，将R1的阻值调到最大，合上开关S1，调节R1的阻值，使电流表指针满偏（此后不能再调节R1的阻值），合上开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并.断开S1，故合理的顺序GCADBEF
（3）若在步骤F中读得R2的阻值是50Ω，则电流表内阻Rg=50Ω，若要将该电流表改装成量程是3V 的电压表，则应串联一个大阻值的电阻，，即
（4）按比例算，所以0. 6mA 处应改写成1.8V
（5）应连为分压式：
21．（1）与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
（2）与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
【详解】
（1）电压表满偏时，由欧姆定律公式可知：
U=Ig（R+Rg）
解得：
R=2500Ω
即与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
（2）电流表满偏时，由欧姆定律公式可知：
IgRg=（I﹣Ig）r
解得：
R≈0.83Ω
即与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
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