第07讲 电表改装、基本仪器读数及电路的设计（原卷版+解析版）（自主复习）2024年新高二物理暑假提升精品讲义（人教版2019）

这是一份第07讲 电表改装、基本仪器读数及电路的设计（原卷版+解析版）（自主复习）2024年新高二物理暑假提升精品讲义（人教版2019），文件包含第07讲电表改装基本仪器读数及电路的设计原卷版自主复习2024年新高二物理暑假提升精品讲义人教版2019docx、第07讲电表改装基本仪器读数及电路的设计解析版自主复习2024年新高二物理暑假提升精品讲义人教版2019docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共49页， 欢迎下载使用。

核心考点聚焦
1.电压表、电流表的改装
2.螺旋测微器、游标卡尺的使用及读数
3.电流表、电压表的读数
4.测量电路的设计
5.控制电路的设计
高考考点聚焦
知识点一、电压表、电流表的改装
1、小量程电流表(表头)
①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。
②三个参数：满偏电流Ig，表头电阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg。
总结：电压表和电流表实质上都是电流表，依靠流过的电流使指针发生偏转，并且还可以看做是一个特殊的电阻
2、电压表、电流表的改装
电流表、电压表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的。它们的改装原理见下表：
知识点二、螺旋测微器、游标卡尺的使用及读数
游标卡尺和螺旋测微器
关于两尺的读数图解：
1、10分度游标卡尺（分度值为）
2、20分度游标卡尺（分度值）
3、50分度游标卡尺（）
4、螺旋测微器（分度值）

知识点三、电流表、电压表的使用及读数
知识点、电路的设计
测量电路的设计：
1、电流表内、外接法的比较
2.电流表的内、外接法的选择
控制电路的设计
1.滑动变阻器两种接法的比较
注意：分压式接法中电压和电流的调节范围大，但限流式接法较节能且电路简单。
2.滑动变阻器两种接法的选择
（1）滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况
①要求电压（或电流）能从零开始变化；
②当待测电阻Rx≫R滑（R滑为滑动变阻器的最大阻值）时；
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流。
（2）除了上述三种情况外，如果滑动变阻器采用两种接法都能满足要求，则从节能、方便操作角度考虑，优先选用限流式接法。
一、电压表、电流表的改装
1．(2022·辽宁高考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图a所示，其中定值电阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。
INCLUDEPICTURE "2022GKWL144.TIF"
(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～________ mA；
(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________(填“大”或“小”)；
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图b中的两个电路，不考虑实验操作中的偶然误差，则利用________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】(1)1 (2)大 (3)乙
【解析】(1)当开关S接A端时，由题图a可知，R1和R2串联接入电路，再和小量程电流表并联，满偏时电流表两端的电压为Ug＝Igrg＝250×10－6×1.2×103 V＝0.3 V，此时通过R1和R2的电流为I支＝ eq \f(Ug,R1＋R2)＝ eq \f(0.3,40＋360) A＝0.75×10－3 A＝0.75 mA，所以干路电流为I＝Ig＋I支＝1 mA，即S接A端时，该电流表的量程为0～1 mA。
(2)当开关S接B端时，由题图a可知，R1和小量程电流表串联，再和R2并联，满偏时R2两端电压为Ug′＝Ig(R1＋rg)>Ug，流过R2的电流I支′＝ eq \f(Ug′,R2)>I支，则干路电流较大，所以开关S接在B端时，该电流表的量程比接在A端时大。
(3)图甲是电流表的外接法，系统误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，系统误差是由于电流表的分压引起的。因为题目中电压表内阻未知，则利用图甲电路无法修正由电表内阻引起的实验误差，而改装后的电流表内阻可通过计算得到，则利用图乙电路可以修正由电表内阻引起的实验误差。
2.大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成的，如图为改装后的电表，图中灵敏电流表G的满偏电流均为Ig，内阻均为Rg，变阻箱R接入电路的阻值均为R0。下列说法正确的是（ ）

A．甲表是电压表，改装后的量程为Ig(Rg＋R0)
B．甲表是电流表，若增大变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程减小
C．乙表是电流表，改装后的量程为
D．乙表是电压表，若减小变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程增大
【答案】B
【解析】AB．电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头G的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程，所以并联的分流电阻越大，其量程越小，故A错误、B正确；
CD．电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头G的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程，所以串联的分压电阻越小，其量程越小，故CD错误。
故选B。
3．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150μA，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。
(5)测量微安表G的内阻时，在设计上存在系统误差，这会导致（4）中电流表的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】(1) (2)B (3) 左 2400 (4) 并 0.60 (5)大于
【解析】（1）按照电路图连接实物如图所示。

（2）滑动变阻器采用分压式接法，为了提高实验精度，滑动变阻器应选总阻值较小的，即选B。
（3）[1]闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至左端，可以保护电路。
[2]微安表指针满偏后，断开开关，可认为滑片与电源负极间的电压保持不变，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压与微安表两端的电压相等，微安表的内阻为2400Ω。
（4）[1]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；[2]根据解得
（5）断开开关，电路中的总电阻变大，滑片与电源负极间的电压略大于微安表的满偏电压，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压略大于微安表两端的电压，故微安表内阻的测量值大于真实值，这会导致改装后的电流表的测量值大于真实值。
解题归纳：改装成大量程电压表串联较大电阻分压，改装成大量程电流表并联较小电阻分流
二、螺旋测微器、游标卡尺的使用及读数
4.（1）如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为 mm、 mm、 mm。
（2）某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动 使F靠近小球，再转动 使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动 使F固定后读数（填仪器部件字母符号）。正确操作后，螺旋测微器的示数如图戊所示，则小球的直径是 mm。
【答案】（1）17.6 23.25 3.20 （2）D H G 6.700
【解析】（1）题图甲读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是6×0.1 mm＝0.6 mm，最后结果是17 mm＋0.6 mm＝17.6 mm。
题图乙读数：整毫米是23 mm，不足1毫米数是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后结果是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm。
题图丙读数：整毫米是3 mm，不足1毫米数是10×0.02 mm＝0.20 mm，最后结果是3 mm＋0.20 mm＝3.20 mm。
（2）用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
5．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为 mm，直径为 mm；

正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如下，接3V量程时读数为 V，接0.6A量程时读数为 A。

【答案】 10.52 0.900/0.899/0.901 2.15 0.16
【解析】[1] 游标卡尺的精度为0.02mm，主尺示数为10mm，游标尺示数为26×0.02mm=0.52mm，故示数为10mm+0.52mm=10.52mm；
[2]螺旋测微器精度为0.01mm，螺旋测微器的读数为0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm；
[3] [4]接3V量程时分度值为0.1V，读数为2.15V；接0.6A量程时分度值为0.02A，读数为0.16A.
解题归纳：无论游标卡尺还是螺旋测微器在读数过程中，均是分两步去读数，先读主尺加副尺读数之和，一定要注意尺的精确度。
三、电流表、电压表的读数
6．在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出其长度L，直径d。已知小张同学用电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。
【答案】 2.20 0.48
【解析】[1]电压表的精度为0.1V，根据电压表的读数规律，该读数为2.20V；
[2]电流表的精度为0.02A，根据电流表的读数规律，该读数为0.4+4×0.02A=0.48A
7.（1）图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 A，图中指针示数是 A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 A，图中指针示数为 A。
（2）图乙使用较小量程时，每小格表示 V，图中指针的示数为 V；若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 V，图中指针示数为 V。

（3）旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为 Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是 。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为 。
【答案】 （1）0.02 0.44 0.1 2.20 （2）0.1 1.70 0.5 8.5 （3）1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω
【解析】（1）使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A。
（2）电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，指针示数为8.5 V。
（3）电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。
解题归纳：无论电流表还是电压表的读数先看量程，二看最小刻度值，三读数注意是否需要估读。
四、电路的设计与分析
8．为了更精确地测定某电学元件Rx的电阻（粗测阻值约为30Ω），小明收集到如下实验器材：
①电动势为3V的电源（内阻可忽略）； ②量程为0~3V，内阻约为3kΩ的电压表；
③量程为0~100mA，内阻约为1Ω的电流表； ④阻值为0~5Ω的滑动变阻器；
⑤开关和导线若干。
为方便控制电路，尽可能地减小实验误差，采用如图所示电路，则图中P、Q点的接法最优化的是（ ）

A．P点接b、Q点不接B．P点接c、Q点不接
C．P点接b、Q点接aD．P点接c、Q点接a
【答案】C
【解析】因为，所以，电流表应该采用外接法，故P点接b；由于滑动变阻器的最大阻值较小，因此采用分压式接法，故Q点接a。
故选C。
9．（多选）用伏安法测未知电阻Rx时，若不知道Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么有（ ）
A．若电流表示数有显著变化，S应接a
B．若电流表示数有显著变化，S应接b
C．若电压表示数有显著变化，S应接a
D．若电压表示数有显著变化，S应接b
【答案】BC
【解析】AB．若电流表示数有显著变化，说明电压表分流明显，造成的误差较大。则S应b，A错误，B正确；
CD．若电压表示数有显著变化，说明电流表分压明显，造成的误差较大，则S应接a，C正确，D错误。
故选BC。
10．纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检测某品牌纯净水的电导率是否合格，具体实验步骤如下：
(1)该小组将采集的水样注满在圆柱形容器里，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，容器长度为L，水平放置并固定在底座上。利用螺旋测微器测量金属圆片的直径d，如图甲所示，其读数为 mm。
(2)利用图乙所示的电路测量水样的电导率（水样的电阻约为1000Ω）。实验室提供的器材有干电池2节，滑动变阻器R，开关S和若干导线之外，还提供了如下电表：
A．电压表（0~3V，内阻约为1kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻约为2.5kΩ）
C．电流表（0~3mA，内阻约为40Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω）
①电压表应选 ，电流表应选 （选填器材的字母序号）。
②请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整。
(3)正确连接电路后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据，小明同学作出图像，测得图像的斜率为k。则水样电导率的表达式 （用k，d和L表示）。
【答案】(1)3.700 (2) A C (3)
【解析】（1）根据读数规则可知螺旋测微器读数为
（2）①[1]电源为两节干电池，电动势约为，为使电压表可以偏转三分之一以上减小实验误差，电压表应选择量程为0~3V的电压表，故选A。
[2]通过电阻的最大电流约为，所以电流表选择量程为0~3mA的电流表，故选C。
②[3]据题意的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为了方便调节电路测量多组实验数据，滑动变阻器采用分压式接法，同时水样的电阻约为1000Ω，满足，，有
所以电流表采用内接法，实物图连接如下：
（3）图像的斜率为k，由可知
根据电阻定律，又横截面积为
则电导率为
解题归纳：在设计测量电路时，电流表内接法通常是测量值大于真实值，应用于测量大电阻；电流表外接法是测量值小于真实值，通常应用于测小电阻。
控制电路的滑动变阻器在下列几种情况下通常采用分压式接法：
①要求电压（或电流）能从零开始变化；
②当待测电阻Rx≫R滑（R滑为滑动变阻器的最大阻值）时；
③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流。
单选题：
1.如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值为( )
A．9500 Ω 90000 Ω B．90000 Ω 9500 Ω
C．9500 Ω 9000 Ω D．9000 Ω 9500 Ω
【答案】A
【解析】接a、b时，由串联电路特点有R总＝R1＋Rg＝ eq \f(U1,Ig)，得R1＝ eq \f(U1,Ig)－Rg＝9500 Ω。接a、c时，同理有R总′＝R1＋R2＋Rg＝ eq \f(U2,Ig)，得R2＝ eq \f(U2,Ig)－Rg－R1＝90000 Ω，A正确。
2．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，开关闭合时（ ）
A．由于串联，两只电表的指针偏转角相同
B．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
C．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
D．由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转
【答案】B
【解析】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，故电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角。
故选B。
3．用小量程表头G改装成双量程的某种电表，电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小，接A、C两个端点时读数均准确，以上信息可知（ ）

A．接A、B两个端点时，是量程较大电压表
B．接A、C两个端点时，是量程较大电流表
C．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，在上串联一个小电阻
D．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，电阻无需改变
【答案】C
【解析】AB．接A、B两个端点时，串联的阻值较小，分压较小，是量程较小的电压表；接A、C两个端点时，分压较大，是量程较大的电压表，AB错误；
CD．接A、B两端时读数总是略偏小，说明偏大导致分压偏大，需在上并联一个大电阻，使并联后阻值减小；由于总阻值减小，则需在上串联一个小电阻，使A、C两个端点时读数准确，C正确，D错误。
故选C。
4．如图所示，甲，乙为测同一未知电阻阻值的两个电路，其中电压表内阻约为，电流表内阻约为，阻值约为。下列说法对的的是（ ）

A．甲电路测得阻值比真实值偏小 B．乙电路测得阻值比真实值偏大
C．测量阻值应选用乙电路 D．测量阻值应选用甲电路
【答案】C
【解析】A．甲电路中，电流表采用内接法，由于电流表的分压使得电压表的示数大于的真实电压，根据欧姆定律，可知甲电路测得阻值比真实值偏大，故A错误；
B．乙电路中，电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表的示数大于的真实电流，根据欧姆定律，可知乙电路测得阻值比真实值偏小，故B错误；
CD．根据，可知待测电阻相对较小，为了减小误差，电流表应采用外接法，则测量阻值应选用乙电路，故C正确，D错误。
故选C。
多项选择题：
5．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G．和一个可变电阻R组成，已知灵敏电流计的满偏电流。，内电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．甲表是电流表，R减小时量程增大
B．乙表是电压表，R减小时量程增大
C．在甲图中，若改装的电流表量程为0.6A，则R=0.5Ω
D．在乙图中，若改装的电压表量程为3V，则R=1200Ω
【答案】AD
【解析】A．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表的量程为，可知当减小时量程增大，故A正确；
B．乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为，可知减小时量程减小，故B错误；
C．由公式，在甲图中，若改装成的电流表的量程为，则有，故C错误；
D．由公式，在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则有
，故D正确。
故选AD。
6．如图所示，电流计的内阻，满偏电流，，，则下列说法正确的是（ ）

A．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V
B．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是2V
C．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是2A
D．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A
【答案】BD
【解析】AB．由图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装成的是电压表，电压表量程为U=Ig（Rg+R1）=0.001×（100+1900）V=2V，故A错误，B正确；
CD．由图示电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装成的是电流表，电流表量程为
，故C错误，D正确；
故选BD。
7．如图所示，表头G的量程为，表盘均匀划分为30个小格，表头G的内阻是电阻的29倍，电阻是的30倍，下列说法正确的是（ ）

A．将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，每一小格表示
B．将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，每一小格表示
C．将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，每一小格表示
D．将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，每一小格近似为
【答案】BD
【解析】AB．将接线柱1，2串联接入电路时，该装置可视为电流表，若流过表头Ⓖ的电流为，流过的电流为，则此时的量程为，每一小格表示，故B正确，A错误；
CD．若将接线柱1、3并联接入电路时，该装置可视为电压表，此时的量程为
每一小格表示，故D正确，C错误。
故选BD。
三、实验题：
8．如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。
（1）若使用的是0~3V量程的电压表，读数为 V；若使用的是0~15V量程的电压表，读数为 V。
（2）若使用的是0~0.6A量程的电流表，读数为 A；若使用的是0~3A量程的电流表，读数为 A。
（3）如图丙所示，电阻箱的读数为 。
【答案】 1.68 8.4 0.46 2.30 530.0Ω
【解析】（1）[2]对于电压表，当选取0~3V量程时，每小格为0.1V，读数为1.68V；
[2]当选取0~15V量程时，每小格为0.5V，读数为8.4V。
（2）[3]对于电流表，当选取0~0.6A量程时，每小格为0.02A，读数为0.46A；
[4]当选取0~3A量程时，每小格为0.1A，读数为2.30A。
（3）[5]电阻箱的读数为530.0Ω。
9．某同学要将量程为0~1V的电压表V的量程扩大为0~3V。他先用半偏法测出电压表V1的内阻，然后进行改装，最后再用一标准电压表V2对改装后的电压表进行校准。
(1)利用半偏法测电压表Vl的内阻。可供选择的器材有：待测电压表、滑动变阻器R1（0～20Ω）、电阻箱R2，电源、两个单刀单掷开关和若干导线。该同学设计了如图（a）所示的电路图，正确连线后进行如下操作：
①把滑动变阻器R1的滑片滑到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R2的阻值调到最大；
②闭合开关S1，调节滑动变阻器R1的滑片位置，使电压表V1的指针指到满偏刻度；
③保持开关S1闭合，滑动变阻器R1滑片的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R2的阻值，当电阻箱R2的阻值如图（b）所示时电压表V1示数为0.5V。
由此可得，电压表V1的内阻为 Ω；该测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
(2)利用电阻箱R2对电压表V1进行改装。需将电阻箱R2与电压表V1 （填“串联”或“并联”），并且将电阻箱R2调至 Ω。
(3)用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准。当电压表V2示数为1.5V时，电压表V1示数为0.48V，则电阻箱R2的阻值应调至 Ω（结果保留1位小数）。
【答案】(1) 835.4 大于 (2) 串联 1670.8 (3)1572.5
【解析】（1）（1）③[1]利用“半偏法”测电阻时，当被测电压表半偏时与之串联的电阻箱的阻值为电压表内阻的测量值，由图（b）可知电压表V1的内阻为835.4Ω。
[2]由于电阻箱的接入，测量电路部分的总电阻增大，分得的电压增大，导致电阻箱的阻值大于被测电压表的阻值，因此测量值大于真实值。
（2）[1]要想扩大电压表V1的量程至0～3V，需要将电阻箱R2与之串联。
[2]根据串联分压有解得R2=1670.8Ω
（3）用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准，当电压表V2示数为1.5V时，电压表V2示数为0.48V，此时电阻箱分得的电压为1.02V，设电压表V1的真实阻值为，根据串联分压有
再根据
联立，解得R2=1572.5Ω
10．某同学改装和校准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。
(1)已知表头G满偏电流为，表头上标记的内阻值为，和是定值电阻。利用和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为量程为3V的电压表。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选 ， 。
(2)用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近 端（填“A”或“B”）。
(3)若表头G内阻的真实值小于，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】(1) (2)A (3)偏大
【解析】（1）[1][2] 根据题意，与表头G构成1mA的电流表，则
解得
此时电流表的电阻为
然后再将其与串联改装为量程为3V的电压表，则
联立解得
（2）用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近A端，可以使电压表从零开始逐渐变大。
（3）若表头G内阻的真实值小于，则实际通过表头G的电流偏大，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比偏大。
11．在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300μA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：
微安表头G(量程300，内阻约为几百欧姆)
滑动变阻器R1（0～10）
滑动变阻器R2（0～50）
电阻箱R（0~9999）
电源E1（电动势约为1.5V）
电源E2（电动势约为9V）
开关、导线若干
(1)实验小组先用如图（a）所示电路测量表头G的内阻Rg，实验方法是：
①实验中电源应选用 ，滑动变阻器应选用 （选填仪器字母代号）；
②测得表头G的内阻Rg= ，表头内阻的测量值较其真实值 （选填“偏大”或“偏小”）；
(2)实验测得G的内阻Rg=500，要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为 的电阻与表头G并联；
(3)实验小组利用改装后的电流表A，用图（b）所示电路测量未知电阻Rx的阻值。测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250处，则Rx= 。
【答案】(1) E2 R2 R0 偏小 (2)0.5 (3)4.3
【解析】（1）①[1][2]闭合S2开关时，认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2；
②[3] [4]闭合开关S2时，认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的三分之二，则流过电阻箱的电流为满偏电流的三分之一，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则；闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300μA，当表头G示数为200μA时，流过电阻箱的电流大于100μA，电阻箱阻值小于表头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻测量值偏小；
（2）把微安表改装成0.3A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为
（3）改装后电流表内阻为
微安表量程为300μA，改装后电流表量程为0.3A，量程扩大了1000倍，微安表示数为250μA时，流过电流表的电流为
由图乙所示电路图可知，待测电阻阻值为
12.某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10 kΩ），除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表（量程0～1 V，内阻约10 kΩ）
B.电压表（量程0～10 V，内阻约100 kΩ）
C.电流表（量程0～1 mA，内阻约30 Ω）
D.电流表（量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω）
E.电源（电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计）
F.电源（电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计）
G.滑动变阻器R0（阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A）
（1）为使测量尽量准确，电压表选用 ，电流表选用 ，电源选用 。（均填器材的字母代号）
（2）在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图。
（3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会 其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是
。
【答案】（1）B C F （2）见解析图 （3）大于 电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端的电压，电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他表述正确也可）
【解析】（1）若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，电流表选用C，则指针偏转角度太小，故电源应选用F。电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用B。由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C。
（2）因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法。因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示。
（3）因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端的电压，U测＞U实，而R＝UI，所以R测＞R实。
13.某同学通过实验测量一个阻值约为5 Ω的定值电阻。可供使用的器材如下：
A.待测电阻Rx≈5 Ω
B.电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 Ω
C.电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 Ω
D.电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ
E.电压表V2，量程3 V，内阻约3 kΩ
F.滑动变阻器R，总电阻10 Ω
G.直流电源E，电动势3 V，内阻不计
H.开关S，导线若干
（1）用伏安法测量该定值电阻阻值时，应当选择电流表 （选填“A1”或“A2”），选择电压表 （选填“V1”或“V2”）。
（2）请根据所设计的测量电路图，将下列实物图连接完整（滑动变阻器采用限流接法）。
（3）某次测量的电表示数如图所示，其中电压表示数为 V，电流表示数为 A。
（4）根据上述所测量的实验数据，计算得待测电阻Rx＝ Ω（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）A1 V2 （2） （3）1.73 0.32 （4）5.41
【解析】（1）由于电源的电动势为3 V，因此电压表选择量程为3 V，即选V2，待测电阻约为5 Ω，则电路中最大电流为0.6 A，因此电流表选择量程为0.6 A，即选A1。
（2）由于RVRx≫RxRA，因此应采用电流表外接法，具体实物图如图所示：
（3）由图可知，电压表读数为1.73 V，电流表读数为0.32 A。
（4）根据测量的实验数据，计算得待测电阻为Rx＝UI≈5.41 Ω。
14.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200 Ω），实验室提供如下器材：
电池组E：电动势为3 V，内阻不计；
电流表A1：量程为0～15 mA，内阻约为100 Ω；
电流表A2：量程为0～300 μA，内阻为1 000 Ω；
滑动变阻器R1：阻值范围为0～20 Ω，额定电流为2 A；
电阻箱R2：阻值范围为0～9 999 Ω，额定电流为1 A；
开关S、导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：
（1）为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表 （填写器材代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到 Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。
（2）在图中画出测量Rx阻值的完整电路图，并在图中标明器材代号。

（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是 mA，电流表A2的示数是 μA，测得待测电阻Rx的阻值是 Ω。

【答案】（1）A2 9 000 （2） （3）8 150 191
【解析】（1）电流表A2内阻已知，可将其与电阻箱串联组成电压表，改装后电压表量程是3 V，则电阻箱的阻值R2＝U-Ig2RA2Ig2＝9 000 Ω。
（2）滑动变阻器最大阻值较小，应采用分压接法，改装的电压表内阻可求，RV＝9 000 Ω＋1 000 Ω＝10 000 Ω，电流表A1应采用外接法，电路图如图所示。

（3）由题图可知，电流表A1的示数为8 mA，电流表A2的示数是150 μA；根据欧姆定律可得Rx＝IA2RVIA1-IA2＝191 Ω。
15.（1）如图甲所示为某同学用20分度的游标卡尺测量一个圆柱体的高度的示意图，由图可知，该圆柱体的高为 cm。
（2）螺旋测微器（千分尺）的旋钮每旋转一周，测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退 mm。可动刻度上的刻度为50等份，每一小格表示 mm，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图乙所示，其读数应为 mm。
【答案】（1）6.170 （2）0.5 0.01 5.666（5.665～5.668均可）
【解析】（1）圆柱体的高为61 mm＋14×0.05 mm＝61.70 mm＝6.170 cm。
（2）螺旋测微器（千分尺）的旋钮每旋转一周，测微螺杆便沿着轴线方向前进或后退0.5 mm。可动刻度上的刻度为50等份，每一小格表示0.01 mm。其读数为5.5 mm＋16.6×0.01 mm＝5.666 mm。
16.某同学想要准确测量一阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值，实验室提供了下列器材：
A.电流表A（量程为6 mA，内阻300 Ω）
B.电压表V（量程为3 V）
C.滑动变阻器R1（0～5 Ω）
D.滑动变阻器R2（0～1 000 Ω）
E.电阻箱R0（0～999.9 Ω）
F.电源（电动势E＝3 V）
G.开关
H.导线若干
（1）为尽可能获取多组数据和操作方便，滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”）；为将电流表A改装成量程为0.6 A的电流表，把电流表A与电阻箱R0并联，需要将电阻箱R0的阻值调为 Ω（结果保留2位有效数字）。
（2）根据实验室提供的器材，设计实验电路并将如图甲所示的电路图补充完整。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到 （选填“最左端”或“最右端”）。
（4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录下电压表的示数U和电流表的示数I'，换算出通过待测电阻的电流I，在方格纸上作出如图乙所示的U－I曲线，则待测电阻的阻值Rx＝ Ω（结果保留3位有效数字）。

【答案】（1）R1 3.0 （2）（3）最左端 （4）4.50（4.45～4.55均可）
【解析】（1）为使测量数据多，滑动变阻器应选分压式接法，可以使测量电压、电流从零开始变化，为使操作方便，应选阻值小的，故滑动变阻器选R1。由电流表改装原理知并联电阻分流，则R0x＝IgRgIA-Ig＝6×10-3×3000.6−6×10-3 Ω≈3.0 Ω，需要将电阻箱R0的阻值调为3.0 Ω。
（2）根据提供的器材，设计实验电路补充完整，如图所示。

（3）为保护电表及使电表示数从零开始增大，故闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最左端。
（4）由测量原理知，U－I曲线的斜率等于Rx和改装后电流表内阻的和，则Rx＋RA＝k＝ΔUΔI＝3.00.4 Ω＝7.5 Ω，解得Rx＝k－RA＝7.5 Ω－IgRgIA＝7.5 Ω－6×10-3×3000.6 Ω＝4.50 Ω。因从图中读出的数据存在误差，故计算结果在4.45～4.55 Ω都对。
17.某实验小组要测量一个阻值约为3 kΩ的电阻Rx，实验室提供了下列器材：
A.电压表V（量程3 V，内阻约5 kΩ）
B.电流表A（量程1 mA，内阻约60 Ω）
C.灵敏电流计G（量程0.3 mA，内阻约100 Ω）
D.滑动变阻器R1（最大阻值为100 Ω，额定电流为1 A）
E.电阻箱R2（阻值0～9 999 Ω）
F.电阻箱R3（阻值0～999.9 Ω）
G.电源（电动势为3 V，内阻很小）
H.开关、导线若干

（1）采用如图甲所示的电路进行测量，电阻箱应选用 （选填“R2”或“R3”）；
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整；
（3）测量数据如下表所示，请在图乙中作出图像，并根据图像求出电阻Rx＝ kΩ（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）R2 （2） （3） 2.8
【解析】（1）由题意可知，待测电阻阻值很大，由用图甲所示的电路测量可知，要调节电阻箱的电阻值使电表的示数有明显变化，电阻箱应选用与待测阻值差不多的电阻箱，这样改变电阻箱的阻值时，电压表示数变化明显，因此选R2。
（2）由于Rx＞RARV，待测电阻的阻值较大，因此电流表要用内接法，实物图连接如图所示。
（3）由测量数据，在图乙中描点作图，如图所示。
由U－I图像可得待测电阻值Rx＝×10-3 Ω＝2 800 Ω＝2.8 kΩ。
三、计算题：
18．如图所示，把两只完全相同的表头分别改装为双量程电压表和电流表，已知表头内阻，求：
（1）表头的满偏电流；
（2）电阻和的阻值。（结果可保留分数）
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）对图甲可得
（2）由欧姆定律，对图乙可得
联立解得，
目录
考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破
常考考点
真题举例
电压表、电流表的改装
2022辽宁卷高考真题
螺旋测微器、游标卡尺的使用及读数
2021·福建高考高考真题
测量电路的设计
2020·全国卷Ⅰ、2021·海南高考真题
测量、控制电路的设计
2020·海南高考高考真题
改装成电压表
改装成大量程电流表
原理
串联较大电阻分压
并联较小电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U＝Ig(Rg＋R)
所以R＝ eq \f(U,Ig)－Rg＝(n－1)Rg
n＝ eq \f(U,Ug)
IgRg＝(I－Ig)·R
所以R＝ eq \f(IgRg,I－Ig)＝ eq \f(Rg,n－1)
n＝ eq \f(I,Ig)
改装后电表内阻
RV＝Rg＋R＝nRg>Rg
(n为量程扩大倍数)
RA＝ eq \f(RRg,R＋Rg)＝ eq \f(Rg,n)(n为量程扩大倍数)
精确度
10分度游标尺，精确度为0.1 mm；20分度游标尺，精确度为0.05 mm；50分度游标尺，精确度为0.02 mm，不估读
使用
被测物体夹在测微螺杆与测砧之间，旋转粗调旋钮，当测微螺杆快靠近物体时，停止使用粗调旋钮，改用微调旋钮，听到“喀喀”声时停止，然后读数
读数
若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则测量值（mm）＝x（mm）＋K×精确度（mm）
读数
（1）读数：测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。
（2）测量值（mm）＝固定刻度读数（mm）＋可动刻度读数（带估读值）×0.01（mm）
量程选择
使用事项
电表估读
选择合适量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的13，但又不能超过量程
（1）使用前应先进行零点调整（机械调零）；
（2）红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“－”插孔；
（3）红表笔接电势高处，黑表笔接电势低处，即电流从红表笔进表，从黑表笔出表
（1）最小分度是“1，0.1，0.01，…”时，估读到最小分度的110（即估读到最小分度的下一位）；
（2）最小分度是“2，0.2，0.02，…”时，估读到最小分度的12（即估读到最小分度的那一位）；
（3）最小分度是“5，0.5，0.05，…”时，估读到最小分度的15（即估读到最小分度的那一位）
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测＝Ux＋UA
电压表分流I测＝Ix＋IV
电阻测量值
R测＝U测I测＝Rx＋RA＞Rx
测量值大于真实值
R测＝U测I测＝RxRVRx+RV＜Rx
测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
适用于测量
大电阻
小电阻
定性法
先将待测电阻的估计值（或大约值）与电压表、电流表内阻进行比较：
（1）若Rx较小，宜采用电流表外接法；（2）若Rx较大，宜采用电流表内接法
比较法
当已知Rx、RA、RV的大约阻值时：
（1）Rx＜RVRA时，用电流表外接法；（2）Rx＞RVRA时，用电流表内接法；
（3）Rx＝RVRA时，内、外接法均可
试触法
按图接好电路，让电压表一个接线柱固定接好，另一个接线柱P先后与a、b处接触一下记录两表的读数为Ia、Ua、Ib、Ub：
（1）如果电压表的示数变化比电流表的示数变化更明显，对应表达式为|Ia-Ib|Ia＜|Ua-Ub|Ua，则应采用电流表外接法；
（2）如果电流表的示数变化比电压表的示数变化更明显，对应表达式为|Ia-Ib|Ia＞|Ua-Ub|Ua，则应采用电流表内接法
项目
限流接法
分压接法
对比说明
电路图
串、并联关系不同
电压调节范围
RxERx+R0≤U≤E
0≤U≤E
分压电路的调节范围大
电流调节范围
ERx+R0≤I≤ERx
0≤I≤ERx
分压电路的调节范围大
闭合S前滑片P的位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
U/V
0.7
1.14
1.70
2.10
2.50
I/mA
0.25
0.40
0.60
0.75
0.90