高中物理电学实验电表改装与校准专题练习(真题+模拟)

高中物理电学实验电表改装与校准专题练
习(真题+模拟)
电表改装与校准
一、电表改装与校准
1、某同学想要将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装为欧姆表，并进行刻度和校准。

可用的器材有定值电阻R （阻值14 kΩ）、滑动变阻器R1（最大阻值1500 Ω）、滑动变阻器R2（最大阻值500 Ω）、电阻箱（0～.9 Ω）、干电池（E＝1.5 V，r＝1.5 Ω）、红、黑表笔和导线。

1)欧姆表设计
将图a中的实物连线组成欧姆表。

欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为14.5 kΩ；滑动变阻器选R1.
2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。

表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为7.25 kΩ、21.75 kΩ。

3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向15 kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。

若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为11.5 kΩ。

2、某同学想要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。

该同学测得微安表内阻为1200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。

然后利用一标准毫安表，根据图a所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

1)连线
根据图a和题给条件，将图b中的实物连线。

2)量程问题
当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。

由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是25 mA。

3)问题原因
产生上述问题的原因可能是R值计算错误，接入的电阻偏小。

4)改进方法
要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为5R的电阻即可。

其中k＝5.
________Ω.
2)现用一标准电压源对改装电压表的两个量程进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V、2.5 V、3.0 V.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计.则滑动变阻器R 应选用最大阻值为________Ω的规格，R
1
R
2
R
3
中应选用阻值分别为________Ω、________Ω、
________Ω的规格．
3)若定值电阻R
1
因损坏而阻值变为无穷大，利用图中的电路可以判断出损坏的电阻．图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连．判断依据是：
__________________________________________________ ______________________.
题目5：
某同学改装和校准毫安表的电路图如图(a)所示，其中虚
线框内是毫安表的改装电路。

已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。

若使用a和b 两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，
电表量程为10mA。

根据题给条件和数据，可以求出R1=200Ω，R2=400Ω。

现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA。

电池的电动势为
1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。

则R应选用阻值为300Ω的电阻，R应选用
最大阻值为3000Ω的滑动变阻器。

若电阻R1和R2中有一个
因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏
的电阻。

图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即
为图(a)虚线框内的电路。

则图中的d点应和接线柱b相连。

判断依据是：当R1为无穷大时，电流表的读数为0.
题目6：
某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，其中虚线框内是电压表的改装电路。

已知表头G满偏电流为100μA，表
头上标记的内阻值为900Ω。

R1、R2和R3是定值电阻。

利用
R1和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的
电压表。

若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V；若使
用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V。

根据题给条件，定
值电阻的阻值应选R1=100Ω，R2=300Ω，R3=600Ω。

现用一
标准电压源对改装电压表的两个量程进行校准，校准时需选取的刻度为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V、3.0V。

电池的电
动势为1.5V，内阻忽略不计。

则滑动变阻器R应选用最大阻
值为3000Ω的规格，R1、R2、R3中应选用阻值分别为100Ω、300Ω、600Ω的规格。

若定值电阻R1因损坏而阻值变为无穷大，利用图中的电路可以判断出损坏的电阻。

图中的d点应和接线柱b相连。

判断依据是：当R1为无穷大时，电压表的读
数为0.
1、校准电压表
2)使用3V量程、2500Ω内阻的标准电压表对改装后的3V 挡不同刻度进行校准。

电池电动势为5V，滑动变阻器R有两
种规格，最大阻值分别为50Ω和5kΩ。

为方便调节电压，滑
动变阻器R应选用最大阻值为455Ω的规格。

3)在校准之前，需要进行电阻调零。

此时，滑动变阻器的
滑动端P应靠近M端。

4)如果由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电
压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实
值小于900Ω。

2、改装微安表
1)为将微安表改装为大量程的电流表，需要并联电阻R。

实物连线如图所示。

2)串联电路中电流处处相等。

当毫安表示数为16.0mA时，对应微安表的示数为160μA。

根据比例关系，当微安表指针
指到满量程250μA时，毫安表的示数应为25mA，即为改装后电表的量程。

因此，选项C是正确的。

3)根据IgRg=(I-Ig)R，得I=IgRg+Ig。

产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小。

因此，选项A和C是正确的。

4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U=(25-0.25)×103A×R；对并联的电阻kR有U=(20-
0.25)×103A×kR；解得k=79.因此，选项D是正确的。

2/3＝1535 Ω。

(2)由于电路中的总电流不变，所以通过R 1
R
2
的电流为3 mA，根据欧姆定律可得R
1
R
2
R
g
1000 Ω；通过R
1
的电流为2.7 mA，通过R
2
的电流为0.3 mA，根据电流分配定律可得R
1
R
2
9∶1，即R
1
900 Ω，R
2
100 Ω，所以R
1
R
2
1000 Ω，符合条件。

(3)由于缺少关键信息，无法得出答案。

根据电流表校准的刻度，可以得知电路中总阻值的最大值为3,000Ω，最小值为500Ω。

如果定值电阻R选择为1,000Ω，则无法校准3.0mA。

因此，选用的定值电阻R的阻值应为
300Ω，而滑动变阻器R的最大阻值应为3,000Ω。

当连接d到b时，R1和R2串联。

无论是R1还是R2损坏，电流表都会有相同的示数，因此d点应连接到接线柱“c”。

在闭合开关时，如果电流表没有示数，则R2断路；如果电流
表有示数，则R1断路。

根据题意，R1与表头G构成1mA的电流表。

因此，
IgRg=(I-Ig)R1，整理可得R1=100Ω。

如果使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V，那么R2=910Ω。

如果使用a、c两
个接线柱，电压表的量程为3V，那么R3=2,000Ω。

将电压表与改装电表并联后，电阻小于2,500Ω。

为了满
足分压式电路的要求，滑动变阻器的最大阻值应远小于并联部分，同时也要便于调节。

因此，滑动变阻器应选择50Ω的电阻。

在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，
这样可以将并联部分电路短路，起到一种保护作用。