2020届高考物理 实验题9预测试题(9) 精品

2020年高考预测系列试题【物理】高考预测试题（9）·实验题

预测1：电流表内阻测量的误差及其对改装表的准确性的影响

在电表改装实验中，首先要利用半偏法测量电流表的内阻，然后根据测得的内阻对电流表进行改装。但由于测量电流表内阻存在系统误差，因此对改装后的电表的准确性有一定影响。但是有何影响，学生普遍反映不清楚，各种资料上的说法不一，高考命题今年很可能针对此问题命题。

例1．在用图1所示半偏法测得的电流表的内阻比其实际值 ,这一因素使得改装成的电压表的刻度有误差，用它来测量电压时，其示数比改装表两端的实际

值 (填偏大、偏小或相同)

分析与解：先将变阻器R ，触头位置移至最左端，使其连入电路的电阻最大，然后闭合电健S 1，移动触头位置，使电流表指针指在满偏剩度，

再闭合S 2，改变电阻箱R /

的阻值．使电流表指针指在2

g I 刻度处，记下此

时电阻箱的阻值R ′，则R R g '=

半偏法测电阻R g 时，当闭合开关S 2时，电路总电阻减小，使干路总电流大于满偏电流I g ,故当电流表半偏时，流过电阻箱的电流大于

2

g I ，此时电阻箱阻值小于R g ，即R g 测

因为g g

g g g g R I U

R R I U R n R -=-=-=

)1()1（，所以用偏小的内阻值去计算它改装成电压表应串联的分压电阻值R 应是偏大的，这就导致改装后的电压表的实际内阻值大于它应它应

该具有的标准值。用这样改装表去测一段电路两端的电压，通过它的实际电流就小于它本应通过的标准电流，所以它的示数比加在它两端电压的实际值是偏小的。

点评：若测得电流表的内阻为R g ,则改装电压表应串联R =(n -1)R g =

g g

R I U

-,因U 、I g 是定值，所以若R g 的测量值偏小，则R 的计算值偏大，用此改装的电压表测量电压是偏小的；改装成电流表应并联g

g g g I I R I n R R -=

-=

1

,因I 、I g 是定值，所以若R g 的测量值偏小，则R 的计算值

偏小，用此改装的电流表测量电流时是偏小的。.

预测演练：

1．某同学想测量一段电阻丝的电阻率，其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下：

A ．测量电流表的内阻。按图2连接电路，将电位器R 调到接入电路的阻值最大。闭合开关S 1，调整R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R 的阻值不变，合上开关S 2，

图1

调整电阻箱R ′的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时

R ′ 的阻值；

B ．计算出改装电压表应串联的电阻R 0的值。将电阻R 0与电流表串联，则R 0与电流表共同构成一个新的电压表；

C ．将改装的电压表与标准电压表接入如图3所示的校准电路，对改装的电压表进行校准；

D ．利用校准后的电压表和另一块电流表，采用伏安法测量电阻丝的电阻；

E ．测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度；

F ．计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题：

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d 。其中

一次测量结果如图4所示，图中读数为 mm ；

（2） 已知电流表的满偏电流为200µA，若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V ，则必须给电流表串联一个阻值为R 0 = Ω的电阻；

（3）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些，造成这个现象的原因是（ ）

A ．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R 0的阻值偏小

B ．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R 0的阻值偏小

C ．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R 0的阻值偏大

D ．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R 0的阻值偏大

（4）在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a 。测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a 和对应流经电阻丝的电流b 。该同学根据这一系列a 、b 数据做出的a

图2

图3

图4

mm

40 0

45 35

－b 图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为 Ω

2．某同学欲将满偏电流I g =100μA 内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表，并对改装表进行校对．

（1）该同学利用如图6所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E =6 V ）时，先闭合开关S 1，调节电位器R ，使电流表指针偏转到满刻度：再闭合开关S 2，保持R 不变，调节电阻箱R ′，使电流表指针偏转到满刻度的一半：接着读出此时R ′的阻值为198Ω。则该同学测出的电流表的内阻为R g = Ω．

（2）若要将该电流表改装成量程为10 mA 的电流表，需给它__ （填“串联”或“并联”）一个阻值为R 0= Ω的电阻． （3）把改装好的电流表与标淮电流表串联在电路中进行校对．由于利用

（1）对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电流表的测量值为I 1，标准电流表的测量值为I 2，I 1与I 2数值关系为I 1 I 2．（选填“>”、“=”或“<”）

（4）为了完全消除对电流表内阻测定的系统误差，该同学与邻组同学合作，又找来了一只完全一样的电流表，则只需在原“半偏法”的电路上稍

作改进即可，请你在方框内画出改进后的测电流表的内阻电路图．

演练解析

1．解析：(1) 图中读数为0.414mm (2)根据串联电路的特点有：)(0/

R R I U g += 解得：Ω=-=

9500/0R I U

R g

（3）改装电压表应串联R 0=(n -1)R g =

g g

R I U

-,因U 、I g 是定值，所以若R g 的测量值偏小，则R 的计算值偏大，用此改装的电压表测量电压是偏小的，即C 选项正确。

（4）根据图线可知电阻丝的电阻值为Ω=+=0.10)(0/

R R b

a R x

2解析：（1）根据半偏法测电阻的原理可得： Ω==198/

R R g

（2）若要将该电流表改装成量程为10 mA 的电流表，需给它并联一个电阻R 0，根据并联电路的分流原理可得：

0)(R I I R I g g g -=

解得：Ω=-=

2.0g

g g I I R I R

（3）由于利用（1）对电流表内阻测定值R g 偏小，改装成电流表应

图6

图7