2024年高考物理电学实验专题逐个击破专题07 测量电压表、电流表的内阻

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（1）定值电阻与待测电压表并联扩大电流值
（2）电压表与定值电阻替代电流表
（3）电压表内阻确定充当电流表
（4）利用标准电压表测量待测电压表的量程与内阻
（5）半偏法及其衍生
（6）图像法
（二）测量电流表只需要一个能够显示电压的装置
（1）定值电阻与待测电流表串联扩大电压值
（2）电流表与定值电阻串联改装电压表
（3）电流表内阻确定充当电压表
（4）定值电阻充当电压表
（5）半偏法及其衍生
（6）图像法
（一）测量电压表只需要一个能够显示电流的装置
（1）定值电阻与待测电压表并联扩大电流值
1．现要用如图甲所示的电路图来测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约为）；电流表A（量程，内阻约）；直流电源（电动势约，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；固定电阻（3个：阻值分别为、、）；开关S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
（1）固定电阻应该选用的电阻阻值为______；
（2）根据甲图的测量电路原理图，用笔画线代替导线，在图乙所给的实物图上连线；（______）
（3）根据甲图的测量电路原理图，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端应滑动到______端（选填“左”或“右”）；
（4）电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为，电流表读数为，则电压表内阻______。
2．小明同学想测量一个量程为3V的电压表内阻。
(1)先用多用电表的欧姆档粗测待测电压表的内阻。选择“×100”的挡位，短接表笔，进行__________。正确操作后测量电压表内阻，如图甲，1号接线柱应接_______表笔（选填“红”或“黑”）。正确连接后，发现表盘示数如图乙所示，测得该电压表的内阻为________Ω；
甲乙
(2)除上述待测电压表外，实验室还可提供的实验仪器有：
① 电动势E=6V，不计内阻的电源
② 量程为6mA，内阻约为5Ω的电流表
③ 阻值为1000Ω的定值电阻R0
④ 最大阻值50Ω的滑动变阻器R
⑤ 开关和导线
为较准确测量电压表内阻，要求电表至少偏转以上，请设计电路图并将电路图画在框中____。
(3)若某时刻电压表、电流表示数分别为U1、I1，则电压表内阻Rv=________（请用题中符号表示）
（2）电压表与定值电阻替代电流表
3．理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为0~3V、内阻约为3kΩ电压表的阻值。实验室备有以下器材：
A．待测电压表V1：量程为0~3V、内阻约为3kΩ
B．电压表V2：量程为0~6V、内阻约为6kΩ
C．滑动变阻器R1：最大值20Ω、额定电流1A
D．定值电阻R0
E.电源：电动势6V，内阻约为1Ω
F.开关一个、导线若干
(1)按该电路测量电压表V1内阻RV的表达式RV=______，并指出表达式中各物理量的含义______；
(2)在正确连接电路后，闭合开关S，不断地调节滑动变阻器R1滑片位置，记录多组电压表V1、V2示数，作出U2­U1图线如图所示。若R0＝1480Ω，由图线上的数据可得RV＝______Ω。
4．为精确测量某一个电压表的内阻，实验探究小组从实验室找来了以下仪器。
a.电源E，具有一定内阻，电动势为3.0V；
b.待测电压表，量程为0-1.5V，内阻约为1200Ω；
c.标准电压表，量程为0-3V；
d.标准电流表A，量程为0-0.6A，内阻小于1Ω；
e.电阻箱（0-9999Ω）；
f.定值电阻（1500Ω）；
g.滑动变阻器（0-2000Ω）；
h.单刀单掷开关S，导线若干。
（1）某同学根据找来的器材，设计了如图1所示的电路图进行测量，请判断这样设计的实验电路是否合理并简述理由_______。
（2）经过小组讨论后，根据提供的器材，该小组设计一个能够多次测量的实验电路，如图2所示，请选择正确的元件将电路图完善起来。
其中，甲处应连接______（填“”或“”或“”）；乙处应连接______（填“”或“”或“A”）；丙处应连接______（填“”或“”或“A”）。
（3）用表示的示数，用表示的示数，用I表示A的示数，用R表示甲处所选电阻的阻值，则电压表的内阻______。
（4）在按照图2电路进行实验时，______系统误差（填“存在”或“不存在”）。
（3）电压表内阻确定充当电流表
5．某研究小组要测量电压表V1的内阻r1，要求方法简洁，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：
A．电压表（V1）：量程3V，内阻r1待测（约2000Ω）
B．电压表（V2）：量程6V，内阻r2＝4000Ω
C．电流表（A1）：量程0.6A，内阻r4约为0.05Ω
D．滑动变阻器（R0）：总电阻约50Ω
E.电源（E）：电动势15V，内阻很小
F.电键（S）、导线若干
(1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在答题纸上相应位置画出电路图，标明所用器材的符号______；
(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1的表达式，即：r1＝______。
（4）利用标准电压表测量待测电压表的量程与内阻
6．有一内阻未知（约）、量程未知（约），共有30个均匀小格的直流电压表。
（1）用多用电表的欧姆挡测量其内阻，多用电表刻度盘上电阻刻度中间值为20。实验时应将选择开关拨至倍率“___________”，多用电表的红表笔与电压表的___________（选填“正”或“负”）接线柱相连。
（2）若在实验过程中测得该电压表内阻为，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度。
标准电压表（量程，内阻）
电流表（量程，内阻未知）
滑动变阻器（总阻值）
稳压电源（，内阻不能忽略）
开关、导线若干
①在方框内画出实验电路图___________。
②选用记录数据中一组，该组标准电压表的示数，电压表的指针指示格子数格，则电压表的量程___________。
7．甲同学将标准电压表V0（量程为U0=3V，内阻r0=3kQ）改装为电压表V，改装后的电压表刻度盘上的刻度均匀分布共有N格，该同学改装后没有在刻度盘上标上相应的刻度值，乙同学想测量出改装后电压表的量程和内阻。提供的器材有：
A．改装后的待测电压表V（内阻Rv未知）
B．标准电压表V1（量程为3V，内阻r1约为3kΩ）
C．标准电压表V2（量程为30V，内阻r2约为30kΩ）
D．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）
E.学生电源E（输出电压调节范围0～16V）
F.开关S、导线若干
（1）乙同学为了得到待测电压表V的量程和内阻，按图甲所示电路图连接好实验电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现标准电压表V1的指针接近满偏时，待测电压表V的指针还未偏到满偏的三分之一；接着该同学只将标准电压表V1换成标准电压表V2，调节滑动变阻器，当待测电压表V的指针满偏时，标准电压表V2的指针也还未偏到满偏的三分之一。为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻，请重新设计工作电路，将其画在如图乙所示的虚线框内_________。
（2）根据设计的电路进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格，为了得到待测电压表V的量程和内阻，还需要测量的物理量和相应的符号是________，待测电压表V的量程为_________，待测电压表V的内阻为________。（用测得的物理量和题中已知量的符号表示）
（5）半偏法及其衍生
8．为了更准确地测量某电压表的内阻，一同学设计了如图所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的指针指到3V位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱的阻值，此值为电压表内阻的测量值；
G．断开开关S．
实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：最大阻值
c．滑动变阻器：最大阻值
d．电阻箱：最大阻值，阻值最小改变量为
e．电阻箱：最大阻值，阻值最小改变量为
f．电池组：电动势约6V，内阻可忽略
g．开关，导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
（1）要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用_______（选填“b”或“e”），电阻箱中选用__________（选填“d”或“e”）．
（2）电压表内阻的测量值和真实值相比，________（选填“>”或“<”），越大，则越_______（选填“大”或“小”）．
9．某同学采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表的内阻（约），电路图如图所示。要使测量值尽量准确，除了选用电源、导线、开关和待测电压表外，还：
(1)应从提供的滑动变阻器中选用______（选填“A”或“B”），电阻箱中选用______（选填“C”或“D”），电源中选______（选填“E”或“F”）
A．滑动变阻器（0-----50Ω）
B．滑动变阻器（0------2kΩ）
C．电阻箱（0-----999.9Ω），阻值最小改变量为0.1Ω
D．电阻箱（0-----9999.9Ω），阻值最小改变为0.1Ω
E.电动势1.5V，内阻可忽略
F.电源电动势4.5V，内阻可忽略
(2)该同学在测量电压表的内阻时，实验步骤如下：
①按实验原理图连按好电路，把开关S1，S2断开，把滑动变阻器的滑片P置于_______（选填“a”或“b”）；
②闭合开关S1，S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3.00V；
③保持P位置不变，再断开开关S2，调节电阻箱的阻值使电压表的示数为1V，此时电阻箱的阻值为6.2kΩ，则被测电压表内阻的测量值RV_______kΩ。
(3)电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测_______（选填“略大于”“略小于”或“等于”）R真。
10．某同学想测量一量程为1.5 V，阻值约为2000 Ω的电压表的内阻RV。实验提供的器材除待测电压表、电源（电动势约为3 V）、导线和两个开关S1、S2之外，还有如下可供选择的实验器材：
滑动变阻器R1（最大阻值2000 Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值10 Ω）
定值电阻R3（阻值为10 Ω）
定值电阻R4（阻值为1000 Ω）
（1）完成实验电路原理图的连线；（_______）

（2）为了使测量结果精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器应选___________，定值电阻应选___________（填器材字母代号）；
（3）实验时分别读出开关S2闭合与断开时电压表读数分别为U1、U2，根据选择的电阻和测量的物理量，电压表内阻测量值的表达式为___________
（4）写出一条提高测量电压表内阻精度的建议：___________。
（6）图像法
11．某同学设计了如图1所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻(几千欧)，实验室提供直流电源的电动势为6V，内阻忽略不计；
①请完成图2的实物连接_____；
②在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，aP两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：______；
A．变阻器A(0−2000Ω，0.1A) B．变阻器B(0−20Ω，1A) C．变阻器C(0−5Ω，1A)
③连接好线路后,先将变阻器滑片P调到最______端,并将电阻箱阻值调到______（填“0”或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动；
④调节变阻箱的阻值,记录电压表的读数;最后将电压表读数的倒数与电阻箱读数R描点,并画出图已所示的图线，由图3得待测电压表的内阻值为______Ω（保留两位有效数字)）
12．某同学想要测量一只量程已知的电压表V的内阻，实验室提供的器材如下：
A．电池组（电动势约为3V，内阻不计）
B．待测电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）一只
C．电流表A（量程3A，内阻15Ω）一只
D．滑动变阻器R1（最大阻值为15kΩ）一个
E．变阻箱R2（0~9999Ω）一个
F．开关和导线若干
(1)该同学设计了如下图所示的两个实验电路图，为了较准确地测出该电压表内阻，你认为合理且可行的是_______。
(2)用你选择的电路进行实验时，闭合电键，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的示数U和_________（填上文字和符号）。
(3)为了能作出相应的直线图线，方便计算出电压表的内阻，根据所测物理量建立适当的图象_________（填字母序号）。
A．
B．
C．
D．
(4)根据前面所做的选择，若利用实验数据所作图像的斜率为k、截距为b，则待测电压表V内阻的表达式RV=_______。
13．一块电压表的刻度线清楚，但刻度上的数字模糊不清。某同学为了测定该电压表的内阻，除了待测电压表之外，实验室提供的器材如下：
A．电流表（量程为）
B．变阻箱
C．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）
D．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）
E.电源（电动势为，内阻约为）
F.开关一个，导线若干。
(1)采用如图甲所示的实验电路，选用的滑动变阻器为________（填“”或“”）。
(2)连接好实验电路，在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到________（填“a”或“b”）端，电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱。使电压表指针满偏，记录电流表的读数I和电阻箱的阻值R。
(3)保持电压表的指针满偏，调节滑动变阻器、电阻箱的阻值，记录多组实验数据，绘出的图像如图乙所示。则该电压表的量程为____________，内阻为___________。
（二）测量电流表只需要一个能够显示电压的装置
（1）定值电阻与待测电流表串联扩大电压值
14．为了测定一个电流表A的内阻r，实验室给出了下列器材：
A．待测电流表A，量程100mA，内阻约为10Ω
B．电压表V1，量程3V，内阻很大
C．电压表V2，量程15V，内阻很大
D．滑动变阻器R1，最大阻值约20Ω
E．滑动变阻器R2，最大阻值约1000Ω
F．定值电阻R0，R0＝20Ω
G．电源，电动势3V，内阻很小
H．电键及导线若干
请回答下列问题：
（1）选出合适的器材，要求有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据，在虚线方框中画出测电流表A内阻的电路图并标明元件符号_______．
（2）电压表应选_____，滑动变阻器应选_____（选填器材名称前面的序号字母）．
（3）若待测电流表的读数为I，电压表读数为U，则所测电流表A的内阻的表达式r＝_____（各物理量的符号用题目中给定的字母表示）
（2）电流表与定值电阻串联改装电压表
15．某同学利用图甲所示电路测量一表头的电阻。供选用的器材如下：
A．待测表头（内阻约为300Ω，量程为5.0mA）
B．灵敏电流表（内阻，量程为1.0mA）
C．定值电阻
D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
E.滑动变阻器（最大阻值为1000Ω）
F.电源E（电动势，内阻不计）
G.开关S，导线若干
（1）请根据图甲所示电路将图乙的实物图补充完整。（______）
（2）滑动变阻器应选______（选填“”或“”）。
（3）该同学多次移动滑片P记录相应的、示数、，以为纵坐标、为横坐标作出相应图线，测得图线的斜率，则待测表头内阻______Ω。
（3）电流表内阻确定充当电压表
16．选用适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻，要求方法简便，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
电流表：量程，内阻待测（约）；
电流表：量程，内阻；
电压表：量程，内阻；
电阻：阻值约，作保护电阻用；
滑动变阻器：总阻值约；
电池：电源电压，内阻很小；
开关；
导线若干。
(1)在框中画出电路图，标明所用器材的代号________。
(2)若选测量数据中的一组来计算，则表达式为________；说明式中各符号的意义________。
（4）定值电阻充当电压表
17．某同学为了测电流表A1的内阻精确值，有如下器材：
电流表A1（量程300mA，内阻约为5Ω）；
电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）；
电压表V（量程15V，内阻约为3kΩ）；
定值电阻R0（5Ω）；
滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为1A）；
滑动变阻器R2（0～250Ω，额定电流为0.3A）；
电源E（电动势3V，内阻较小）；
导线、开关若干。
(1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差。在如图所示线框内画出测量用的电路图______，并在图中标出所用仪器的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1=______；式中各符号的意义是______。
18．在研究电学问题时我们经常把电流表当成理想电流表，但实际上电流表是有内阻的，现设计如图甲所示的电路测量电流表G1的内阻r1。可供选择的器材如下：
①待测电流表G1：量程为0～10mA，内阻约为300Ω
②电流表G2：量程为0～30mA，内阻约为20Ω
③定值电阻R1：阻值为150Ω
④定值电阻R2：阻值为300Ω
⑤滑动变阻器R4：阻值范围为0～20Ω
⑥干电池组E 1：电动势约为3V，内阻很小
⑦干电池组E 2：电动势约为9V，内阻忽略不计
⑧开关S及导线若干
（1）定值电阻R0应选_________，干电池组应选_________。（在空格内填写序号）
（2）图甲中已经给出了电路图的一部分，请在虚线框中把电路图补充完整___。
（3）实验步骤如下：
①按电路图连接电路（为确保电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）
②闭合开关S，移动滑片P至某一位置，记录G1和G2的读数，分别记为I1和I2；
③多次移动滑动滑片P，记录各次G1和G2的读数I1和I2；
④以I1为横坐标，I2为纵坐标，作出相应图线，如图乙所示。
⑤根据I1－I2图线的斜率k及定值电阻R0，得到待测电流表G1的内阻表达式为r1=_________。（用k、R0表示）
（5）半偏法
19．某同学采用半偏法，测量内阻约为100 Ω的电流表
(1)采用如图所示的电路测量电流表G的内阻Rg，可选用的器材有：
A．滑动变阻器：最大阻值为2 000 Ω；
B．滑动变阻器：最大阻值为50 kΩ；
C．电阻箱：最大阻值为999.9 Ω；
D．电阻箱：最大阻值为9 999.9 Ω；
E．电源：电动势约为6 V，内阻很小；
F．开关、导线若干．
为提高测量精度，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R1应该选择________；电阻箱R2应该选择________；(填选用器材的字母代号)
(2)测电流表G的内阻Rg的实验步骤如下：
a．连接电路，将可变电阻R1调到最大；
b．断开S2，闭合S1，调节可变电阻R1使电流表G满偏；
c．闭合S2，调节可变电阻R2使电流表G半偏，此时可以认为电流表G的内阻Rg＝R2.
设电流表G的内阻Rg的真实值为R真，测量值为R测，，则R真________R测．(选填“大于”、“小于”或“等于”)
20．某实验小组欲将量程为3mA的电流表G1改装为量程为3V的电压表。实验器材如下：
A．待测电流表G1（内阻约为）；
B．标准电流表G2（满偏电流为6mA）；
C．滑动变阻器R（最大阻值为）；
D．电阻箱（阻值范围为）；
E．电池组的电动势、导线、开关。
（1）实验小组根据图甲所示的电路测电流表G1的内阻，请完成以下实验内容：
①将滑动变阻器R的阻值调至最大，闭合，断开；
②调节滑动变阻器R，使电流表G1满偏；
③再闭合，保持滑动变阻器R不变，调节电阻箱，当电流表G1的示数为2mA时电阻箱的示数为。则电流表G1内阻的测量值为__________。
（2）为了准确地测量电流表G1的内阻，实验小组利用上述实验器材重新设计实验，电路如图乙所示。请完成以下实验内容：
①实验小组根据图乙进行实验，采集到电流表G1、G2的示数分别为2.0mA、5.0mA，电阻箱的示数为，则电流表G1内阻为__________。
②实验小组将电流表G1改装成量程为3V的电流表，要_____________（选填“串联”或“并联”）一个阻值_____________的电阻。
21．将满偏电流Ig=600µA、内阻未知的电流表G改装成电压表。
（1）利用图示的电路测量电流表G的内阻（电动势E=3V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R'，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R'的阻值为100Ω，则电流表内阻的测量值Rg=___________Ω。
（2）将该表改装为量程3V的电压表，需___________（选填“串联”或“并联”）阻值为R0=___________Ω的电阻。
（3）将改装好的电压表用来测2.5V的电压，测量值___________2.5V（选填“大于”“等于”或“小于”）
22．为测量某微安表G（量程200μA，内阻大约2200Ω）的内阻，有以下器材可供选择：
A．电压表（0~3V）；
B．电压表（0~15V）；
C．滑动变阻器（0~10Ω）；
D．滑动变阻器（0~1kΩ）；
E．电源E（电动势约为6V）；
F．电阻箱RZ（最大阻值为9999Ω）；
开关S一个，导线若干。
(1)按图甲所示电路图将乙图中的实物连线________。
(2)实验过程为：合上开关S，先调节R使电压表读数为U，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱阻值为R1=8056Ω；然后再调节R，使电压表读数为，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱阻值为R2，如下图所示。
电压表应选________，滑动变阻器应选________（填字母代号）。电阻箱的读数R2=________Ω，待测微安表的内阻Rg=________Ω。
（6）图像法
23．一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表Ax，为了测量电流表Ax的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：
A．电源(电动势约4 V，内电阻忽略不计)
B．待测电流表Ax (量程和内电阻未知)
C．标准电流表A0(量程0.6 A，内电阻未知)
D．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0～20 Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0～20 kΩ)
G.开关S和导线若干
该同学的实验操作过程为：
(1)将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器R0应选________(选填仪器前的字母序号);
(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(3)移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电流表Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(4)重复步骤(3)3～5次；
(5)该同学记录了各组标准电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R1的数据，并作出I－图线；
(6)根据图图线可以求得电流表Ax的量程为______ A，内电阻为________ Ω.将电流表Ax与一个阻值为________ Ω的电阻串联就可以组成量程为3 V的电压表.