2026年高考物理一轮讲义(福建专用)第34讲实验：半偏法测电表内阻(复习讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义(福建专用)第34讲实验：半偏法测电表内阻(复习讲义)(学生版+解析)，共2页。学案主要包含了变式训练1，变式训练2等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc28533" 01考情解码·命题预警 PAGEREF _Tc28533 \h 2
\l "_Tc24618" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc24618 \h 3
\l "_Tc3423" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc3423 \h 3
\l "_Tc18482" 考点 半偏法测量电阻 PAGEREF _Tc18482 \h 3
\l "_Tc20248" 知识点1 半偏法原理 PAGEREF _Tc20248 \h 3
\l "_Tc22582" 知识点2 电流表半偏法 PAGEREF _Tc22582 \h 4
\l "_Tc22429" 知识点3 电压表半偏法 PAGEREF _Tc22429 \h 4
\l "_Tc27793" 考向1 电流表半偏法 PAGEREF _Tc27793 \h 4
\l "_Tc2538" 考向2 电压表半偏法 PAGEREF _Tc2538 \h 7
\l "_Tc7220" 考向3 电表校准 PAGEREF _Tc7220 \h 10
\l "_Tc27009" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc27009 \h 10


考点 半偏法测量电阻
\l "_Tc25045" 知识点1 半偏法原理
利用半偏法测量电流表或电压表内阻时，先不连接电阻箱或将电阻箱阻值调为零，将电流表或电压表的指针调至满偏，然后再串联或并联上电阻箱，调节电阻箱的阻值，使电表示数为满偏刻度的一半，则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表内阻相等。
\l "_Tc25045" 知识点2 电流表半偏法
(1)实验步骤
①按如图所示的电路图连接实验电路。
②断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其满偏电流Im。
③保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于12Im,然后读出R2的值,若满足R1≫RA,则可认为RA=R2。
(2)误差分析
当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
\l "_Tc25045" 知识点3 电压表半偏法
(1)实验步骤
①按如图所示的电路图连接实验电路。
②将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其满偏电压Um。
③保持R1的滑动触头不动,调节R2,使电压表读数等于12Um,然后读出R2的值,若R1≪RV,则可认为RV=R2。
(2)误差分析
当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于12Um时,R2两端的电压将大于12Um,则R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。
\l "_Tc17630" 考向1 电流表半偏法
例1 （2024·福建莆田·三模）实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下：
A．微安表G（满偏电流为，内阻未知）；
B．滑动变阻器（0~5Ω，允许通过的最大电流为2A）；
C．滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A）；
D．电源E（电动势约为6V）；
E．电阻箱R（最大阻值为9999Ω）；
F.开关两个，导线若干。
(1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。
(2)滑动变阻器应选择 （填“B”或“C”）。
(3)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至 （填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为 Ω。
(4)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需 （填“串”或“并”）联一个 Ω（保留两位小数）的定值电阻。
【变式训练1】（2023·福建泉州·一模）测电阻有多种方法。
（1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻Rx的阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图所示。已知他选用欧姆挡的倍率为“×100”，则Rx的测量值为 Ω。

（2）乙同学用如图所示的电路，测量待测电阻Rx的阻值。某次实验，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻Rx的测量值为 。若不考虑偶然误差，该测量值与Rx的真实值相比 （选填“偏小”或“偏大”）。

（3）丙同学用如图所示的电路，测量电流计内阻Rg的阻值。

操作步骤如下：
①先闭合开关S1，调节R1，使电流计指针满偏；
②再闭合开关S2，保持R1不变，调节R2使得电流计指针半偏，记下此时R2的值为R0。则Rg的测量值为 ；若不考虑偶然误差，电流计内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
【变式训练2】如图所示是测量电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻阻值约为100Ω左右，满偏电流为500μA，忽略电路接线电阻，用电动势为3V，内阻不能忽略的直流电源供电。
（1）实验室中配有的可变电阻有：
A．滑动变阻器，阻值范围为0~200Ω
B．滑动变阻器，阻值范围为0~20kΩ
C． 电阻箱，阻值范围为0~10Ω
D．电阻箱，阻值范围为0~9999Ω
在上述配有的可变电阻中，电路图中的R1应选用 ，R2选用 ；(填写字母代号)
（2）实验时，进行的实验步骤如下：
①先将R1的阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；
②闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；
③记下R2的阻值；
请你指出上述实验步骤中的错误并更正： ；
（3）如果按正确实验步骤测得该电流表的内电阻，现在要把它改装成量程为2V的电压表，则应串联的电阻为 Ω；
（4）用（3）改装的电压表测量电压时，发现其读数比电压表两端的实际电压小，其原因是 。
\l "_Tc16322" 考向2 电压表半偏法
例2 （2024·福建漳州·三模）某兴趣小组修复一个电压表，实验过程如下：

（1）拆开电压表，取出表头G，发现表头完好无损，用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（2）测量表头G的内阻，主要步骤如下：
①按照如图甲所示电路图连接电路，请将实物图乙补充完整 ；
②闭合开关S1，调节滑动变阻器，直至表头G指针满偏；
③再闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片不动，调节的阻值，直至表头G示数为满偏示数的一半，此时电阻箱的示数为100.0Ω。
（3）电压表内部电路如图丙所示，其中已损坏，请根据电压表3V的量程，推算损坏之前 Ω；
（4）选取相应的电阻替换，重新安装好电表。由于步骤（2）测表头内电阻存在误差，则该修复后的电表测量出的电压值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【变式训练1】（2023·福建龙岩·二模）某同学要将量为300μA、内阻未知的微安表G改装成量程为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电压表V对改装后的电压表进行校准。
（1）利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻。实验中可供选择的器材：
A．滑动变阻器（）
B．电阻箱（）
C．电源（电动势为12V）
D．电源（电动势为15V）
E.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按电路原理图甲连接好电路；
b.将滑动变阻器R1的阻值调到最大，闭合开关S后调节的阻值，使微安表G的指针满偏；
c.闭合开关S，保持R不变，调节的阻值，使微安表G的示数为150μA，此时的示数为4000.0Ω。
回答下列问题：
①实验中电源应选用 （选填“”或“”）。
②由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大” “相等”或“偏小”）。
（2）利用合适的电源、滑动变阻器、标准电压表V以及题（1）中的电阻箱，在图乙虚线框内画出对改装的电压表进行校准的电路，其中部分电路元件已在图中给出 。
（3）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为3V时，改装电压表中微安表G的示数为297μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，与微安表串联的电阻值调至 Ω（结果保留1位小数）。
【变式训练2】为探究半偏法测电表内阻对电表量程改装的影响，某同学先利用图甲电路测量一量程为1.5V的电压表内阻。主要实验步骤如下：

①按图连接好电路；
②将开关闭合，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合开关；
③移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关并调节电阻箱的阻值，使电压表的指针半偏，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）若实验步骤①中有两个电源和两个滑动变阻器供选择，其中电源，；滑动变阻器的最大阻值分别为，，则应选择的电源为 （选填“”或“”），滑动变阻器为 （选填“”或“”）；
（2）若实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，要将电压表量程扩大为原来的n倍，则需串联阻值为 的电阻（结果用n，表示）；
（3）改装完毕后，该同学对改装后的电压表进行校正，结果在滑动变阻器的滑片从左到右滑动的每个位置，改装后的电压表总是比标准电压表的示数 （选填“小”或“大”），这是由于电压表内阻的测量值 真实值（选填“小于”“等于”或“大于”）。
\l "_Tc16322" 考向3 电表校准
例3某同学用如图甲所示的实验电路，测量一量程为1mA电流计的内阻。
（1）按图甲中的实验电路图进行实物连接，将滑动变阻器的滑片置于B端，为定值电阻。闭合开关S，断开开关，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的读数为（指针偏转超过量程的三分之一），电流计满偏。
（2）闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为，电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二。读取此时电阻箱的阻值为。
（3）电流计的内阻 Ω。
（4）该实验测得电流计的阻值 真实值（选填“>”“RV,从而造成RV的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。
\l "_Tc17630" 考向1 电流表半偏法
例1 （2024·福建莆田·三模）实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下：
A．微安表G（满偏电流为，内阻未知）；
B．滑动变阻器（0~5Ω，允许通过的最大电流为2A）；
C．滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A）；
D．电源E（电动势约为6V）；
E．电阻箱R（最大阻值为9999Ω）；
F.开关两个，导线若干。
(1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。
(2)滑动变阻器应选择 （填“B”或“C”）。
(3)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至 （填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为 Ω。
(4)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需 （填“串”或“并”）联一个 Ω（保留两位小数）的定值电阻。
【答案】(1)见解析
(2)B
(3) 左 2400
(4) 并 0.60
【详解】（1）[1]如图
（2）[1]为使开关断开前后与滑动变阻器并联部分电压几乎不变，滑动变阻器应选择B。
（3）[1][2]实验过程：将滑动变阻器的滑片移至左端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为
（4）[1][2]若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需并联一个定值电阻，根据
联立解得
【变式训练1】（2023·福建泉州·一模）测电阻有多种方法。
（1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻Rx的阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图所示。已知他选用欧姆挡的倍率为“×100”，则Rx的测量值为 Ω。

（2）乙同学用如图所示的电路，测量待测电阻Rx的阻值。某次实验，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻Rx的测量值为 。若不考虑偶然误差，该测量值与Rx的真实值相比 （选填“偏小”或“偏大”）。

（3）丙同学用如图所示的电路，测量电流计内阻Rg的阻值。

操作步骤如下：
①先闭合开关S1，调节R1，使电流计指针满偏；
②再闭合开关S2，保持R1不变，调节R2使得电流计指针半偏，记下此时R2的值为R0。则Rg的测量值为 ；若不考虑偶然误差，电流计内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
【答案】 600 偏大 R0 小于
【详解】（1）[1]Rx的测量值为
（2）[2]电阻的测量值为
[3]待测电阻的电流测量值是准确的，电压的测量值偏大，根据欧姆定律，电阻的测量值与真实值相比偏大
（3）[4] Rg的测量值为
[5] 闭合开关S2，保持R1不变，闭合电路的总电阻减小了，电路的总电流增大了，调节R2使得电流计指针半偏，此时通过R2的电流大于电流计的电流，R2的阻值小于电流计的内阻Rg，所以，电流计内阻的测量值小于真实值。
【变式训练2】如图所示是测量电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻阻值约为100Ω左右，满偏电流为500μA，忽略电路接线电阻，用电动势为3V，内阻不能忽略的直流电源供电。
（1）实验室中配有的可变电阻有：
A．滑动变阻器，阻值范围为0~200Ω
B．滑动变阻器，阻值范围为0~20kΩ
C． 电阻箱，阻值范围为0~10Ω
D．电阻箱，阻值范围为0~9999Ω
在上述配有的可变电阻中，电路图中的R1应选用 ，R2选用 ；(填写字母代号)
（2）实验时，进行的实验步骤如下：
①先将R1的阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；
②闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；
③记下R2的阻值；
请你指出上述实验步骤中的错误并更正： ；
（3）如果按正确实验步骤测得该电流表的内电阻，现在要把它改装成量程为2V的电压表，则应串联的电阻为 Ω；
（4）用（3）改装的电压表测量电压时，发现其读数比电压表两端的实际电压小，其原因是 。
【答案】 B D 闭合S2后，不应调节R1的阻值 3900 测量值比真实值偏小
【详解】（1）[1][2]当电流表的示数达到满偏值，可得此时的电阻为
故滑动变阻器选择阻值更大的B，而本实验想利用半偏法测量电流表的内阻，此时电阻箱的阻值约等于电流表的内阻，故电阻箱选择D；
（2）[3]第②步中，合上S2后不应再调节R1，否则干路中的电流会发生变化，不满足该实验的条件；
（3）[4]根据欧姆定律可得串联的电阻的阻值为
（4）[5]在半偏法测电流表的内阻时，闭合S2时，认为总电流未变，但实际上由于增加了一个支路的电阻，总电阻减小，总电流实际变大，那么电阻箱R2的电流将大于，则R2将小于Rg，再改装成电压表时，其满偏值为由于Rg偏小，则电压表的量程也将偏小，测量值都偏小。
\l "_Tc16322" 考向2 电压表半偏法
例2 （2024·福建漳州·三模）某兴趣小组修复一个电压表，实验过程如下：

（1）拆开电压表，取出表头G，发现表头完好无损，用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（2）测量表头G的内阻，主要步骤如下：
①按照如图甲所示电路图连接电路，请将实物图乙补充完整 ；
②闭合开关S1，调节滑动变阻器，直至表头G指针满偏；
③再闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片不动，调节的阻值，直至表头G示数为满偏示数的一半，此时电阻箱的示数为100.0Ω。
（3）电压表内部电路如图丙所示，其中已损坏，请根据电压表3V的量程，推算损坏之前 Ω；
（4）选取相应的电阻替换，重新安装好电表。由于步骤（2）测表头内电阻存在误差，则该修复后的电表测量出的电压值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】 900 小于
【详解】[1]按照如图甲所示电路图，连接实物图乙，如图所示

[2]由（1）可知表头G的内阻为，满足
根据欧姆定律
代入数据可得
[3]由于步骤（2）测电阻时，实际干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则电阻箱电阻小于表头G的内阻，即所测表头G的内阻偏小，则修复后的电表实际量程大于3V，则电表测量出的电压值比实际值偏小，故该修复后的电表测量出的电压值小于实际值。
【变式训练1】（2023·福建龙岩·二模）某同学要将量为300μA、内阻未知的微安表G改装成量程为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电压表V对改装后的电压表进行校准。
（1）利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻。实验中可供选择的器材：
A．滑动变阻器（）
B．电阻箱（）
C．电源（电动势为12V）
D．电源（电动势为15V）
E.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按电路原理图甲连接好电路；
b.将滑动变阻器R1的阻值调到最大，闭合开关S后调节的阻值，使微安表G的指针满偏；
c.闭合开关S，保持R不变，调节的阻值，使微安表G的示数为150μA，此时的示数为4000.0Ω。
回答下列问题：
①实验中电源应选用 （选填“”或“”）。
②由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大” “相等”或“偏小”）。
（2）利用合适的电源、滑动变阻器、标准电压表V以及题（1）中的电阻箱，在图乙虚线框内画出对改装的电压表进行校准的电路，其中部分电路元件已在图中给出 。
（3）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为3V时，改装电压表中微安表G的示数为297μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，与微安表串联的电阻值调至 Ω（结果保留1位小数）。
【答案】 偏小 5899.0
【详解】（1）①[1]根据题意，由欧姆定律可知，若电源选取，电路中的最小电流约为
超过微安表量程，则电源选。
②[2]实验中，闭合开关S，外电路的总电阻减小，总电流变大，即干路电流大于，则流过微安表的电流为，流过电阻箱的电流大于，由并联分流原理可知，电阻箱电阻小于微安表内阻，即微安表内阻的测量值与真实值相比偏小。
（2）[3]根据题意，由实验原理，设计电路图，如图所示
（3）[4]根据题意，由上述分析可知，微安表内阻约为，则改装成量程为的电压表需串联一个的电阻，当标准电压表示数为3V时，若改装电压表中微安表G的示数为297μA，则此时，微安表的等效内阻为
若调整准确，则微安表的等效内阻为
即需将改装后电表的等效内阻减小，即与微安表串联的电阻值调至
【变式训练2】为探究半偏法测电表内阻对电表量程改装的影响，某同学先利用图甲电路测量一量程为1.5V的电压表内阻。主要实验步骤如下：

①按图连接好电路；
②将开关闭合，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合开关；
③移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关并调节电阻箱的阻值，使电压表的指针半偏，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）若实验步骤①中有两个电源和两个滑动变阻器供选择，其中电源，；滑动变阻器的最大阻值分别为，，则应选择的电源为 （选填“”或“”），滑动变阻器为 （选填“”或“”）；
（2）若实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，要将电压表量程扩大为原来的n倍，则需串联阻值为 的电阻（结果用n，表示）；
（3）改装完毕后，该同学对改装后的电压表进行校正，结果在滑动变阻器的滑片从左到右滑动的每个位置，改装后的电压表总是比标准电压表的示数 （选填“小”或“大”），这是由于电压表内阻的测量值 真实值（选填“小于”“等于”或“大于”）。
【答案】 小 大于
【详解】（1）[1]为使电压表能够满偏，相应的电源电动势应较大。故电源选择电动势约为9V的电源。
[2]滑动变阻器由于采用的是分压接法，为了便于操作，方便调节电路，同时减小电阻箱接入电路时对并联部分电压的影响，应该选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择。
（2）[3] 若实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，可知此时电压表的内阻为，根据串联分压原理，电压表量程U扩大为原来的n倍，得；解得
（3）[4]按照半偏法测电表内阻得到的原电压表内阻偏大，改装后串联电阻偏大，因此实际电路流过电压表的电流I偏小，从而使得测量的电压出现偏小的情况。
[5]从该实验的实验原理可知，断开开关，调整电阻箱的阻值，则并联电路两端电压变大，故当电压表示数为原来的一半时，电阻箱上的电压大于电压表满偏示数的一半，由于流过电压表和电阻箱的电流相同，故电阻箱的阻值大于电压表的内阻，所以用此方法测得的电压表的内阻偏大。
\l "_Tc16322" 考向3 电表校准
例3某同学用如图甲所示的实验电路，测量一量程为1mA电流计的内阻。
（1）按图甲中的实验电路图进行实物连接，将滑动变阻器的滑片置于B端，为定值电阻。闭合开关S，断开开关，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的读数为（指针偏转超过量程的三分之一），电流计满偏。
（2）闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为，电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二。读取此时电阻箱的阻值为。
（3）电流计的内阻 Ω。
（4）该实验测得电流计的阻值 真实值（选填“>”“