将一只最大量程为3V的电压表、一只最大量程为1mA的电流表、一只最大阻值为20Ω的滑线变阻...

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50μA，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：

滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；

电阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；

电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3；电阻丝及导线若干．

（1）采用如图（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为__________________，选用的电池为_______________．

甲　　　　　　　　　　　　　　 乙　　　　　　　　　　　　　　 丙

（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图（乙）、（丙）所示．图_________为合理电路，另一电路不合理的理由是______________________．

（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用 A′来表示___________．

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在实验室里提供了如下器材：

电池组电动势6V，内阻约

电压表量程3V，内阻约

电流表量程5mA，内阻约

滑线变阻器最大阻值，额定电流

定值电阻

电键S

导线若干

用以上器材设计实验来测量电流表的内阻，为了提高测量精度，在保证安全的条件下各电表示数要达到量程的以上，请在下面虚线框内画出实验原理图______。

你需要直接测量的物理量是：______

用已知条件和测得的物理量表示电流表的内阻______。

请你探究一下，可否用上述器材测量电压表的内阻。为了提高测量精度，在保证安全的条件下各电表示数要达到量程的以上。

你的探究结果是：______。填“可以”或“不可以”

如果可以，请在虚线框中画出实验原理图______。

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某实验小组想组装一个双量程(3V、15V)的电压表，提供的器材如下：

A．电流表G：满偏电流为1mA，内阻未知；

B．电池E：电动势为3V，内阻未知；

C．滑动变阻器R1：最大阻值约为6kΩ，额定电流为1A；

D．滑动变阻器R2最大阻值约为2kΩ，额定电流为3A；

E．电阻箱R0：0～9999．9Ω；

F．定值电阻R3：额定电流为0．1A；

G．开关两个，导线若干。

(1)用图甲所示电路测量电流表的内阻rg，则滑动变阻器R应选用_______(选填“C”或“D”)。

(2)将开关Sl、S2都断开，连接好实物图，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后，接通开关S1，调节滑动变阻器使电流表G的示数为0.9mA；再闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为300Ω时，电流表的示数为0.6mA，则电流表的内阻为_________Ω。

(3)双量程电压表的电路原理图如图乙所示，则电路中电阻箱R0应取值为_________Ω；定值电阻R3的阻值为__________kΩ。

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某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有：

电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω）

滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A）

滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A）

电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A）

标准电压表（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω）

开关两个，导线若干

他的操作过程如下：

(1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为：

①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。

②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即

，

此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。

(2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。

(3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。

（______________）

(4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。

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图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路图。

(1)将图乙所示的实验电路连接完整________。

(2)已知毫安表满偏电流为1mA，表头上标记的内阻值为120Ω，R1和R2为定值电阻。若将开关S2扳到a接线柱，电表量程为4mA;若将开关S2扳到b接线拄，电表量程为16mA则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝_____Ω，R2=____Ω。

(3)现用一量程为16mA，内阻为20Ω的标准电流表A对改装电表的16mA挡进行校准，校准时需选取的刻度范围为1mA～16mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计;滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为800Ω和1600Ω，则R应选用最大阻值为____Ω的滑动变阻器。

(4)若由于表头上标记的内阻值不准，造成改装后电流表的读数比标准电流表的读数偏大，则表头内阻的真实值________(填“大于”＂或“小于”)120Ω。

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要测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：

A.待测干电池E（电动势约为1.5V）

B.电流表A（量程0〜1mA，内阻r1=599Ω）

C.电压表V（量程0〜3V，内阻约3kΩ）

D.滑动变阻器R1（0〜20Ω，lA）

E.滑动变阻器R2（0〜100Ω，1A）

F.定值电阻R=1Ω

G.开关和导线若干

(1)请根据提供的器材，在图甲所示的方框内画出实验电路图（________），要求实验尽可能减小实验误差，电路中滑动变阻器应选用____________.（填器材前面的字母）

(2)根据电路图连接好实物图，闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片位置，使滑动变阻器接入电路中的阻值____________（填“最大”或“最小”）；闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，测出多组干路电流值I及电压表示数U，根据测得的数据作出U﹣I图象，如图乙所示，由此得到干电池的电动E=______V，内阻r=____________Ω（结果保留两位小数）

(3)该实验____________（填“存在”或“不存在”）由于电表内阻引起的系统误差.

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利用以下器材做“测定电池的电动势和内阻”实验中

干电池：电动势约为1.5V；

单刀单掷开关一个；

滑动变阻器：最大阻值为20Ω；

电压表V：量程3V，内阻约为3kΩ；

电流表A1：量程0.6A，内阻约为1Ω；

电流表A2：量程1mA，内阻约为50Ω；

导线若干。

（1）请选择合适的器材，在答题纸相应位置用规范的元器件符号画出实验电路图，并解释滑动变阻器在实验中的功能_________________________。

（2）某同学测定了下表所示的5组数据，请选择合适的坐标系，做出U－Ｉ图像，并解释你这样选择的理由________________________。并根据你做出的U－Ｉ图像求出电源电动势________V ，内阻_________Ω

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