2024年高考物理电学实验专题逐个击破专题01 电表的改装

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（二）电流表扩大量程
（三）两个量程的电压表
（四）两个量程的电流表
（五）同时测定电压与电流
（六）复杂结构的电表改装
（七）校验改装后的电压表
（八）校验改装后的电流表
（九）表头相同的改装电表，偏转角度与示数问题
（一）电流表改装电压表
1．电压表由电流计（表头）和电阻改装而成。电流计的内阻为，满偏电流为，要把它改装成量程为的电压表，则应在电流计上（ ）
A．串联一个的电阻
B．串联一个的电阻
C．并联一个的电阻
D．并联一个的电阻
【答案】B
【详解】
电流计改装成电压表需要串联一个电阻，根据串并联关系有
解得
故选B。
2．如图所示电流计的满偏电压为0.2V，内阻为200Ω，R1=1800Ω，该改装的电表叫做_________（选填“电压表”或“电流表”），改装后的量程是_________。
【答案】电压表 2V
【详解】
[1]电流计与大阻值定值电阻串联，为电压表。
[2]根据串并联关系有
代入数据解得
3．现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为，内阻。现将它改装成量程为3V的电压表，并用改装后的电压表测量电压时，指针指在表盘上原来0.2mA处。则以下说法正确的是（ ）
A．改装时应并联一个的电阻，被测电压的大小是0.6V
B．改装时应并联一个的电阻，被测电压的大小是1.2V
C．改装时应串联一个的电阻，被测电压的大小是0.6V
D．改装时应串联一个的电阻，被测电压的大小是1.2V
【答案】C
【分析】
应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值。本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表改装原理，应用串并联电路特点与欧姆定律可以解题。
【详解】
将灵敏电流计改装为电压表，需串联一个电阻，阻值为
改装后的电压表的内阻为，被测的电压大小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
电流表扩大量程
4．如图所示，虚线框内为改装好的电表，、为新表的接线柱。已知灵敏电流计的满偏电流为，内阻为490Ω，电阻箱读数为10Ω，根据以上数据计算可知改装的电表为（ ）
A．电压表，量程为
B．电压表，量程为
C．电流表，量程为
D．电流表，量程为0~5mA
【答案】D
【详解】
改装为大量程的电压表需要串联上一个大的电阻，改装为大量程的电压表需要并联上一个小的电阻，如图所示电阻箱与电流计并联，可知改装为电流表，其量程为
所以ABC错误；D正确；
故选D。
5．在如图所示的电路中，小量程电表头的内阻，满偏电流，，。
(1)当和均断开时，改装所成的表是______表（填“电流”或“电压”，）。量程______。
(2)当和均闭合时，改装所成的表是______表（填“电流”或“电压”，）。量程______。
【答案】电压 3V 电流 6mA
【详解】
(1)[1][2]根据串联电阻具有分压作用可知，S1和S2断开时，电流计与R1串联，改装的应是电压表，由
可知电压表的量程是3V；
(2)[3][4]当S1和S2均闭合时，电流表与电阻R2并联，改装的应是电流表，由
所以电流表的量程是6mA；
6．图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为内阻为，亳安表A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为。完成下列填空。
（1）图1中分流电阻的阻值为___________。
（2）在电表改装成后的某次校准测量中，毫安表A表的示数如图所是，由此读出流过A电流表的电流为___________。此时流过分流电阻的电流为___________（保留一位小数）
【答案】 49.5 49.0
【详解】
（1）[1]由于表头电阻和并联，则
，
解得
（2）[2]由图2知流过毫安表A表的电流为49.5mA。
[3]设此时流过表头的电流为，流过电阻的电流为，由于表头电阻和并联，则有
，
代入数据联立解得
（三）两个量程的电压表
7．如图所示为双量程电压表的改装示意图，当使用a、b两个接线柱时，量程为0～3V，当使用a、c两个接线柱时，量程为0~15V。已知表头的内阻Rg=500Ω，满偏电流Ig=1mA，下列说法中正确的是（ ）
A．当使用a、b两个接线柱时，其对应的电压表的内阻为3500Ω
B．当使用a、c两个接线柱时，其对应的电压表的内阻为15kΩ
C．定值电阻R1=2500Ω
D．定值电阻R2=14500Ω
【答案】BC
【详解】
AC．当使用a、b两个接线柱时
即对应的电压表的内阻为3000Ω，则定值电阻
R1=2500Ω
选项A错误，C正确；
BD．当使用a、c两个接线柱时
即对应的电压表的内阻为15kΩ，定值电阻
R2=12000Ω
选项B正确，D错误。
故选BC。
（四）两个量程的电流表
8．某同学将一毫安表改装成双量程电流表．如图所示，已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为定值电阻，且R1=5Ω，R2=20Ω，则下列说法正确的是
A．若使用a和b两个接线柱，电表量程为24 mA
B．若使用a和b两个接线柱，电表量程为25 mA
C．若使用a和c两个接线柱，电表量程为4 mA
D．若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA
【答案】B
【详解】
A、B项：若使用a和b两个接线柱，毫安表与R2串联再与R1并联，电表量程为：，故A错误，B正确；
C、D项：若使用a和c两个接线柱，R1与R2串联，再与毫安表并联，电表量程为：，故C、D错误．
故选B．
9．实验室常用的双量程电流表（0.6A量程和3A量程）的内部构造如图所示。已知表头内阻，满偏电流，下列说法正确的是（ ）
当使用A、两个端点时，电流表的量程为0.6A
B．电阻，
C．电阻，
D．电阻，
【答案】D
【详解】
A．接A、B时，起分流作用为一支路，与串联为一支路，此时的量程为
当接A、C时，与串联起分流作用为一支路，为一支路，此时的量程为
比较可知
可知当使用A、两个端点时，电流表的量程为3A，故A错误；
BCD．由
代入数据联立解得
故D正确，BC错误。
故选D。
10．某同学对毫安表进行改装．
如图所示，已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；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3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA．则表头中电阻______，______．
【答案】15 35
【解析】
定值电阻和毫安表都是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比，若使用a和b两个接线柱，量程为3mA，则通过和的为2mA，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得．若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过的电流为9mA，电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即，整理可得；
（五）同时测定电压与电流
11．某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示。已知毫安表的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为定值电阻，且R1=5Ω，R2=200Ω。下列说法正确的是（ ）
A．若使用1和2两个接线柱，则电表量程为0-24mA
B．若使用1和2两个接线柱，则电表量程为0-21mA
C．若使用1和3两个接线柱，则电表量程为0-4.3V
D．若使用1和3两个接线柱，则电表量程为0-6.3V
【答案】BC
【详解】
AB．使用1和2两个接线柱，则R1和毫安表并联，则有
带入数据解得
I=21mA
故A错误，B正确；
CD．使用1和3两个接线柱毫安表满偏电压为
U满偏=R毫安×I满偏=100Ω×0.001A=0.1V
毫安表满偏时总电流21mA，则R2分压为
U2=R2×I=200Ω×0.021A=4.2V
所以最大测量值为
Umax=U满偏+U2=0.1V+4.2V=4.3V
故C正确，D错误。
故选BC。
12．某同学用一个微安表头量程内阻；电阻箱和电阻箱组装一个多用电表，有电流1mA和电压3V两挡，改装电路如图所示，则、应调到多大阻值
A．，B．，
C．，D．，
【答案】B
【详解】
微安表并联一个小电阻改装成大量程得电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表．根据改装图所示：当接、a接线柱时当电流表用，根据并联电路特点得：
代入数据解得：；当接、b接线柱时当电压表用，根据串联电路得特点得：；解得：故B正确，ACD错误，故选B．
13．如图所示，其中电流表A的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是（ ）
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
【答案】C
【详解】
设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，有
（I1－IA）R1＝IARA
解得
I1＝3IA＝0.06 A
则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则
（I2－IA）R1＝IARA
解得
I2＝3IA＝0.06 A
则每一小格表示0.06 A。选项C正确；ABD错误；
故选C。
（六）复杂结构的电表改装
14．如图所示是三量程直流电表的原理图，已知表头的满偏电流，内阻，定值电阻、、。当使用、两个端点时，是量程为的电流表，当使用、两个端点时，是量程为的电流表；当使用、两个端点时，是量程为的电压表。求量程、、的值。
【答案】；；
【详解】
根据并联电路电压规律和欧姆定律有



联立解得
15．实验室有一个微安表，标记的满偏电流为200，内阻为800Ω．小明根据实验需要，将此表改装成了一个多用途电表，如图所示，其中定值电阻分别为R1=20Ω，R2=180Ω,R3=2840Ω．则：
若使用c、d两个接线柱，改装后的电流量程为______mA；若使用a、d两个接线柱，改装后的电压量程为______V．
【答案】10 3
【详解】
试题分析：（1）若使用c、d两个接线柱，则R2与表头串联后再与R1并联，根据串并联电路的规律可知：
电流表偏满时总电流；
若接ad两接线柱，则R1与R2串联后与电流表并联，再由R3串联，则由串并联电路规律可知，当表头满偏时，总电压为：；
16．某同学改装电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。已知表头G满偏电流为200 μA，表头上标记的内阻值为400 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA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1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=________Ω，R2=________Ω，R3=________Ω。
【答案】100 920 2000
【详解】
[1]表头改装成量程为I=1mA的电流表，需要并联的小电阻为
[2]改装成量程为 U1=1V的电压表，需要串联的电阻
[3]改装成量程为 U2=3V电压表，需要串联的电阻
联立解得
R3=2000Ω
17．如图所示，电路由电流计与四个电阻连接而成，电流计内阻，满偏电流，，，，。
(1)若使用1、2接线柱电路可做______表。
(2)若使用1、5接线柱电路可做______表，量程为______。
【答案】电流 电压
【详解】
(1)[1]使用1、2接线柱，作为分流电阻，则可做电流表；
(2)[2]使用1、5接线柱电路可做电压表；
[3]根据并联电路，电流与电阻成反比有
解得
电压表的量程
代入数据
解得
18．如图是一个多用电表的内部结构图，电路由灵敏电流计与四个电阻连接而成．电流计内阻Rg=90 Ω，满偏电流Ig=5 mA,．该多用表有四个量程，分别是电流表（0-50 mA，0-250mA）以及电压表（0-5V，0-20V），求出四个电阻R1、R2、R3、R4的阻值．
【答案】；；；
【详解】
解：当接电表接线柱1、2时，电流表量程为250mA
满偏时，则有：
当接电表接线柱1、3时，电流表量程为50mA
满偏时，则有：
解得：，
当接电表接线柱1、4时，可测量电压，电压表量程为5V
满偏时，则有：
解得：
当接电表接线柱1、5时，可测量电压，电压表量程为20V
满偏时，则有：
解得：
（七）校验改装后的电压表
19．小明同学在改装电表时发现，电压表由灵敏电流计G和电阻R串联而成。若使用过程中发现这个电压表的读数总比标准电压表读数低一些，为了使它读数更加准确，应当在原电路中（ ）
A．在电阻R两端串联一个比R大得多的电阻
B．在电阻R两端并联一个比R大得多的电阻
C．在电阻R两端并联一个比R小得多的电阻
D．在电阻R两端串联一个比R小得多的电阻
【答案】B
【详解】
根据电压表的改装及读数原理可知，若电压表读数偏小，说明通过电压表的电流偏小，所以只需减小电压表的内阻即可，根据串并联的特点可知，应在R上并联一比R大得多的电阻即可，故B正确，ACD错误。
故选B。
20．某同学改装和校准电压表的电路图如图1所示。
（1）请将图2中的实物图连接完整___________；
（2）已知表头G的满偏电流为250μA，表头上标记的内阻值为1200Ω。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分别为3V、15V的双量程电压表。则定值电阻的阻值R1=___________Ω，R2=___________Ω，R3=___________Ω；
（3）用量程为3V的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准，当标准电压表的示数为2.8V时，微安表的指针位置如图所示，由此可以推测出改装后的电表量程不是预期值，而是___________。（填正确答案标号）
A．1.5V B．2.0 V C．2.5V D．3.5 V
（4）产生上述问题的原因可能是___________。（填正确答案标号）
A．微安表实际内阻大于1200Ω
B．微安表实际内阻小于1200Ω
C．R1值计算错误，接入的电阻偏小
D．R1值计算错误，接入的电阻偏大
【答案】 400 2700 12000 D AC
【详解】
(1)[1]根据电路图连接实物图如图所示
(2)[2][3][4]根据题意，R1与表头G构成1mA的电流表，则
代入数据解得
若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为3V，则
若使用a、c两个接线柱，电压·的量程为15V，则
(3)[5]微安表量程为250μA，由图所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为200μA，是满偏量程的，改装后的电压表量程为U，则示数为
解得
故选D；
(4)[6]由微安表改装的电压表，示数偏大，说明其内阻偏小，原因有可能是微安表内阻值大于1200Ω，也有可能R1值计算错误，接入的电阻偏小造成的。
故选AC。
（八）校验改装后的电流表
21．将一个表头并联一个电阻R就改装成了一个大量程的电流表．把改装后的电表和一个标准电流表串联后去测量电流，发现标准电表的示数为1A，改装电表的示数为．为了使改装表与标准电表测量值一致，下列说法正确的是
A．在R上并联一个阻值很大的电阻B．在R上并联一个阻值很小的电阻
C．在R上串联一个阻值很大的电阻D．在R上串联一个阻值很小的电阻
【答案】D
【分析】
明确电表改装原理，知道将电流表扩大量程实质上是采用并联小电阻分流的方式，所以根据分流原理以及误差情况即可明确如何调节接入电阻．
【详解】
改装电流表示数小于真实值，则说明所并联电阻的分流太大，即分流电阻阻值偏小，所以只需让分流电阻R变的稍大些即可；故应在R上串联一个小电阻即可，故ABC错误，D正确；故选D．
【点睛】
本题考查的电流表的改装原理，要注意明确分流与电阻成反比，电阻大，分流小，反之电阻小则分流大．
22．某同学要将一量程为250A的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，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）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（b）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_______。（填正确答案标号）
A．18mA B．21mA C．25mA D．28mA
（2）产生上述问题的原因可能是________。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200
B．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（3）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kR的电阻即可，其中k=_______。
【答案】C BC
【详解】
(1)[1]微安表量程为250μA，由图(b)所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为160μA，电流表示数为16.0mA，电流表示数为微安表示数的
改装后电流表量程为
故C正确。
故选C。
(2)[2] AB．把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
如果微安内阻Rg测量值错误，微安表内阻实际阻值大于1200Ω，即内阻Rg测量值偏小，并联电阻阻值R偏小，会导致改装后电流表量程偏大，故A错误B正确；
CD．由(1)可知，改装后电流表量程偏大，则流过分流电阻的电流偏大，由并联电路特点可知，分流电阻阻值偏小，如果R值计算错误，接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大，故C正确D错误。
故选BC。
(3)[3]把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
由(1)可知，流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍，则并联电阻
把微安表改装成20mA的电流表，并联电阻阻值
则
（九）表头相同的改装电表的偏转角度与示数问题
23．有两只完全相同的表头，分别改装成一只电流表和一只电压表，某位同学在做实验时误将改装后这两只电表串联起来连接入电路中，则两只电表的指针将出现下列哪种情况（）
A．两表指针都不偏转
B．两表指针的偏转角度相同
C．两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度较大
D．两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度较大
【答案】C
【详解】
电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，所以电流表的指针几乎不偏转；电压表的指针有偏转．故C正确，ABD错误．故选C.
24．两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的，V1的量程是0~5V，V2的量程是0~20V，把它们串联起来接入电路中，则（ ）。
A．它们的示数相等，指针偏转角度也相等
B．它们的示数之比为1∶4，指针偏转角度相等
C．它们的示数相等，指针偏转角度之比为1∶4
D．它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1∶4
【答案】B
【详解】
AC．电流计串联分压电阻改装为电压表，改装后的量程越大，分压电阻越大，即电压表内阻越大，把两电压表串联起来接入电路中，流过电流计的电流相同，指针偏转角度相同，由于电压表内阻不同，两端电压不同，即示数不相等，AC错误；
BD．由改装原理可知，电压表的内阻与量程成正比，故内阻之比为1：4，电流相同的情况下，示数之比为1∶4，B正确，D错误。
故选B。
25．用两个相同的小量程电流表，分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（ ）
A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同
【答案】B
【详解】
改装成大量程电流表，即在原小量程电流表（表头）上并联一个分流电阻，量程越大，分流电阻越小，所分电流越大，总电流越大。
AB．图甲中的A1、A2是并联关系，可知流过两表头的电流相同，指针偏转角相同，但由于量程不同，分流电阻阻值不同，所分电流不同，故两电表读数不同，A错误，B正确；
CD．图乙中的A1、A2是串联关系，电流相等，示数相同，但由于量程不同，内阻不同，分压不同，故流过两表头的电流不同，指针偏转角不同，CD错误。
故选B。
26．用四个相同的小量程电流表，分别改装成了量程不同的大量程电流表A1、A2和量程不同的电压表V1、V2，且电流表A1的量程大于电流表A2的量程，电压表V1的量程大于电压表V2的量程，若把电表分别采用并联的方式接入电路，如图甲、乙所示，则闭合开关后，下列有关说法正确的是（ ）
A．图甲中的A1、A2的示数相同
B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C．图乙中的V1、V2的示数相同
D．图乙中的V1、V2的指针偏角相同
【答案】BC
【详解】
AB．图甲中的A1、A2并联，电压相同，表头的电流、指针偏转角度相同，由于电流表A1的量程大于电流表A2的量程，则电流表A1的读数大于电流表A2的读数，A错误，B正确；
CD．图乙中的V1、V2并联，流过表头的电流不相同，指针偏转的角度不相同，但因是并联电压相同，则读数相同，D错误，C正确。
故选BC。