2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)重點(diǎn)熱點(diǎn)難點(diǎn)專題特訓(xùn)專題56半偏法測電表內(nèi)阻和電表校準(zhǔn)特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1半偏法測電流表內(nèi)阻（1T—4T）目標(biāo)2半偏法測電壓表內(nèi)阻（5T—8T）目標(biāo)3電表的校準(zhǔn)（9T—12T）【特訓(xùn)典例】半偏法測電流表內(nèi)阻1．某探究小組為了研究用“半偏法”測電阻和改裝電表，先用“半偏法”測量程為150μA的電流表A的內(nèi)阻，后將電流表A改裝成電壓表：（1）某同學(xué)首先采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路測量該電流表A的內(nèi)阻Rg，圖中R0為滑動變阻器、R為電阻箱。他按電路圖連接好電路，將R0的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1后，他應(yīng)該正確操作的步驟是____（選出下列必要的步驟，并將其序號排序）。A．記下R的阻值B．調(diào)節(jié)R0的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度C．閉合S2，調(diào)節(jié)R0和R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半D．閉合S2，保持R0不變，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半（2）如果按正確操作步驟測得電阻箱R的阻值為100Ω，則安培表的內(nèi)阻Rg=___________Ω；與電流表內(nèi)阻的真實(shí)值Rg′相比，Rg___________Rg′（填“>”、“=”或“<”）；（3）將上述電流表A改裝成量程為3V的電壓表，則需將電流表與阻值為___________Ω的電阻串聯(lián)。用它來測量電壓時(shí)，表盤指針位置如圖乙所示，此時(shí)電壓表的讀數(shù)大小為___________V。【答案】

BDA

100

19900

2.80【詳解】（1）[1]按電路圖連接好電路，將R0的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1后，調(diào)節(jié)R0的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；閉合S2，保持R0不變，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，記下R的阻值；安培表的內(nèi)阻等于R的阻值。所以正確操作的步驟是BDA。（2）[2]由上分析可知，當(dāng)F中記錄的R阻值為100Ω，則被測電流表的內(nèi)阻的測量值也為100Ω。（3）[4]電流表A改裝成量程為3V的電壓表，則需將電流表與電阻串聯(lián)，串聯(lián)電阻的阻值2．某同學(xué)利用圖（a）電路測量量程為10mA的電流表內(nèi)阻（內(nèi)阻大約為幾十歐），可供選擇的器材有：滑動變阻器R1（最大值50Ω），滑動變阻器R2（最大阻值5kΩ），電阻箱R（最大值999.9Ω），電源E1（電動勢6V，有內(nèi)阻），電源E2（電動勢30V，有內(nèi)阻），開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按照（a）電路原理圖連接電路；將圖（a）中電阻箱阻值調(diào)為最大，將滑動變阻器的滑片移到最大阻值位置，閉合開關(guān)S1；②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；③閉合開關(guān)S2，保持滑動變阻器的滑片位置不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為8mA，記錄電阻箱的阻值；回答下列問題：（1）根據(jù)根據(jù)圖（a）所示電路將圖（b）中實(shí)物圖連線_______；（2）實(shí)驗(yàn)步驟③中記錄電阻箱的阻值為240Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動變阻器中的電流不變，則電流表內(nèi)阻的測量值為________Ω；（3）要求得到較高的實(shí)驗(yàn)精度，認(rèn)為閉合開關(guān)S2調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動變阻器中的電流10mA基本不變，以上備選器材中，滑動變阻器應(yīng)選用________（填“R1”或“R2”），電源應(yīng)選用________（填“E1”或“E2”）；（4）如果此電流表是由一個(gè)表頭和電阻并聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電壓約為________（填正確答案標(biāo)號）。A．2.4VB．240mVC．0.6VD．60mV【答案】

60

R2

E2

C【詳解】（1）[1]如圖所示。故選C。3．某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻。他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內(nèi)阻的電路，如圖1所示。已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱。該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下；A．分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大B．合上開關(guān)S1C．調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時(shí)G1的示數(shù)I1如圖2甲所示，則I1=__μAD．合上開關(guān)S2E.反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，G1的示數(shù)仍為I1，此時(shí)電阻箱R2的示數(shù)r如圖2乙所示，則r=__Ω（2）僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看，用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比__（選填“偏大”“偏小”或“相等”）；（3）若要將G2的量程擴(kuò)大為I，并結(jié)合前述實(shí)驗(yàn)過程中測量的結(jié)果，寫出需在G2上并聯(lián)的分流電阻RS的表達(dá)式，RS=__。（用I、I1、r表示）（4）游標(biāo)尺上共有20個(gè)分度，用它測量某工件的外徑時(shí)，示數(shù)如圖，則此工件的外徑是____________mm。用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑如圖，則此電阻絲的直徑為____________mm【詳解】（1）[1]微安表最小分度為1μA；故指針示數(shù)為：25.0μA；[2]由電阻箱示數(shù)可知，電阻箱的讀數(shù)為1×1000+9×100+8×10+7×1=1987Ω本實(shí)驗(yàn)采用半偏法，故電阻箱的讀數(shù)為表頭內(nèi)阻，故內(nèi)阻為1987Ω；（2）[3]由原理可知，表頭與電阻并聯(lián)，則當(dāng)電流達(dá)到半偏時(shí)，兩并聯(lián)電阻相等。用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相等；（4）[1]游標(biāo)卡尺讀數(shù)是主尺讀數(shù)（mm的整數(shù)倍）加上游標(biāo)尺的讀數(shù)（mm的小數(shù)位），由圖可讀出為4．為了較精確地測量一只微安表的內(nèi)阻，要求按照如圖給出的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測量，器材規(guī)格如下：E．電源（電動勢，內(nèi)阻不計(jì)）F．開關(guān)、導(dǎo)線（1）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用___________。（填器材前的字母標(biāo)號）（2）按照電路圖將實(shí)物圖連成實(shí)驗(yàn)電路。()【答案】

C

960

偏大【詳解】（1）[1]滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于控制分壓，應(yīng)選用最大阻值較小的C。（2）[2]如圖所示。半偏法測電壓表內(nèi)阻5．某同學(xué)要測量量程為電壓表的內(nèi)阻，步驟如下：（1）先用多用電表的歐姆檔粗測該電壓表的內(nèi)阻值，選擇開關(guān)撥至“×100”檔，表盤示數(shù)如圖甲所示，則阻值約為___________。若將歐姆表換一個(gè)電動勢相同，但內(nèi)阻變大的電池，重新歐姆調(diào)零后測量該電壓表內(nèi)阻，其測量結(jié)果___________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（2）該同學(xué)改用如圖所示電路測量電壓表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)過程如下：A．按電路圖正確連接好電路，將滑動變阻器的滑動頭移到最左端B．閉合開關(guān)和并調(diào)節(jié)，使電壓表的指針指到滿刻度C．保持開關(guān)閉合以及滑動變阻器的滑動頭位置不變，斷開，調(diào)整電阻箱的阻值，使電壓表的指針指到滿刻度的D．讀出此時(shí)電阻箱的阻值②用上述方法得到電壓表內(nèi)電阻的測量值___________（選填“大于”、“等于”或“小于”）；④為了使上述根據(jù)計(jì)算后改裝的電壓表能更準(zhǔn)確地測量電壓，下面做法中可行的是（填寫選項(xiàng)前的序號）()。A．在旁邊再串聯(lián)一個(gè)比小得多的電阻B．在旁邊再串聯(lián)一個(gè)比大得多的電阻C．在兩端再并聯(lián)一個(gè)比小得多的電阻D．在兩端再并聯(lián)一個(gè)比大得多的電阻【答案】

2.2

不變

2.3

大于

1.6

D[2]歐姆表電動勢不變，內(nèi)阻改變，通過歐姆調(diào)零后不影響測量結(jié)果。若電動勢改變則會影響測量結(jié)果。故測量結(jié)果不變。[4]當(dāng)斷開開關(guān)，電壓表該支路的總電阻增大，則并聯(lián)部分的總電阻增大，并聯(lián)部分的電壓增大。為了使電壓表的指針指到滿刻度的，電阻箱的電阻也偏大。故最終得到電壓表內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值。[6]因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻測量值偏大，改裝電壓表時(shí)，串聯(lián)電阻阻值偏大。用改裝后的電阻測電壓時(shí)，所測電壓偏小。為準(zhǔn)確測電壓，應(yīng)減小串聯(lián)電阻阻值，可以減小串聯(lián)電阻阻值或在串聯(lián)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)比該電阻大得多的電阻。故選D。6．某同學(xué)利用圖所示電路測量量程為2.5V的電壓表的內(nèi)阻（內(nèi)阻為數(shù)千歐姆），可供選擇的器材有：電阻箱R（最大阻值99999.9Ω），滑動變阻器R1（最大阻值50Ω），滑動變阻器R2（最大阻值5kΩ），直流電源E（電動勢5V），開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按電路原理圖連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與電路原理圖中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；

④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，記下電阻箱的阻值。回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動變阻器___________（填“R1”或“R2”）。（2）根據(jù)原理圖所示電路將實(shí)物圖連線___________。（3）實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為___________Ω（結(jié)果保留到個(gè)位）。而實(shí)際測量中，調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動變阻器上的分壓會產(chǎn)生變化，使得電壓表內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。要盡量減小該誤差，可以采取哪些方案___________（寫出你認(rèn)為合理的一種方案即可）【答案】

R1

2520

偏大

可將電阻箱換成一個(gè)已知內(nèi)阻的電壓表【詳解】(1)[1]為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑動變阻器應(yīng)選阻值較小的R1。(2)[2]實(shí)物連線如圖[4]調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，電路中電阻增大，所以分壓電路上的實(shí)際電壓變大，即電阻箱分得的電壓要大于0.5V，所以測量結(jié)果偏大。[5]可將電阻箱換成一個(gè)已知內(nèi)阻的電壓表，利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)，即電壓與電阻成正比，可求得待測電表內(nèi)阻。7．有一電壓表V，量程為3V，要求測量其內(nèi)阻RV，內(nèi)阻約為幾千歐。可選用的器材有：滑動變阻器甲，最大阻值；電阻箱，最大阻值9999.9Ω；電源，電動勢約為4V，內(nèi)阻不計(jì)；電源，電動勢約為10V，內(nèi)阻不計(jì)；電壓表V0，量程6V；開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干；(1)小蘭采用如圖甲所示的測量電路圖。連接好實(shí)驗(yàn)電路后，小蘭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，請你補(bǔ)充完善下面操作步驟：①斷開開關(guān)S2和S1，將R1的滑片移到最左端的位置；②閉合開關(guān)S2和S1，調(diào)節(jié)R1，使V滿偏；(2)小兵同學(xué)采用了如圖乙所示的測量電路圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①斷開開關(guān)S2和S1，將R1的滑片移到最左端的位置；②閉合開關(guān)S2和S1，調(diào)節(jié)R1，使V滿偏，記下此時(shí)V0的讀數(shù)；’③斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)R1和R2，使V示數(shù)達(dá)到半偏，且V0的讀數(shù)不變；讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值為，理論上分析，小兵測出的電壓表V內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比，________RV（選填“＞”、“=”或“＜”）。【答案】

R1

R2

甲

E2

＞

=（2）[7]．此測量方法中，S2閉合時(shí)電壓表兩端電壓等于S2斷開時(shí)電壓表和R2兩端的電壓之和，則當(dāng)S2斷開時(shí)電壓表半偏時(shí)，電壓表的內(nèi)阻等于電阻箱R2的阻值，此方法測量無誤差產(chǎn)生，即=RV8．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的電路測量電壓表內(nèi)阻，R為能夠滿足實(shí)驗(yàn)條件的滑動變阻器，為電阻箱，電壓表量程合適。實(shí)驗(yàn)的粗略步驟如下：①閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電壓表指針指向滿刻度的處；②斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)某些儀器，使電壓表指針指向滿刻度的處；③讀出電阻箱的阻值，該阻值即為電壓表內(nèi)阻的測量值；④斷開開關(guān)S1、S2拆下實(shí)驗(yàn)儀器，整理器材。（1）上述實(shí)驗(yàn)步驟②中，調(diào)節(jié)某些儀器時(shí)，正確的操作是__________A．保持電阻箱阻值不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表指針指向滿刻度的處B．保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針指向滿刻度的處C．同時(shí)調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱的阻值，使電壓表指針指向滿刻度的處（2）此實(shí)驗(yàn)電壓表內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比________（選填“偏大”“偏小”或“相等”）；（3）如實(shí)驗(yàn)測得該電壓表內(nèi)阻為8500Ω，要將其量程擴(kuò)大為原來的倍，需串聯(lián)_____Ω的電阻。【答案】

B

偏大

1700【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)使用半偏法測量電表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟②中，調(diào)節(jié)某些儀器時(shí)，正確的操作是保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針指向滿刻度的處，故B正確，AC錯(cuò)誤；（2）[2]增加了電阻箱的阻值后，使滑動變阻器左端部分分壓變大，所以電壓表和電阻箱的電壓大于電壓表量程的，則電阻箱兩端的電壓大于電壓表量程的，根據(jù)電壓比等于電阻比可得電阻箱的阻值大于電壓表的阻值，所以測量值與真實(shí)值相比偏大；電表的校準(zhǔn)9．將一微安表先改裝成量程1mA的電流表，再改裝成量程5V的電壓表，并與標(biāo)準(zhǔn)電壓表對比校準(zhǔn)。圖甲是改裝后電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表對比校準(zhǔn)的電路圖，虛線框中是改裝后電壓表電路，V0是量程6V的標(biāo)準(zhǔn)電壓表。已知微安表滿偏電流為250μA，標(biāo)記的內(nèi)阻為600Ω，電阻箱R1、R2調(diào)節(jié)范圍為0~9999.99Ω。(1)微安表改裝：圖甲中電阻箱的阻值分別調(diào)節(jié)到R1=_______Ω，R2=______Ω。(2)實(shí)物連線：選用合適的器材，按照圖甲正確連接電路。(3)對比校準(zhǔn)：正確連接電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，微安表（改裝后電壓表）的示數(shù)如圖丙所示，由此可以推測出改裝電壓表量程的真實(shí)值________5V。（選填“大于”或“小于”）(4)重新調(diào)整：通過檢測發(fā)現(xiàn)：電阻箱R1、R2阻值是準(zhǔn)確的，而微安表標(biāo)記的內(nèi)阻不準(zhǔn)確，這是改裝電壓表量程的真實(shí)值不是5V的原因。再通過調(diào)節(jié)電阻箱R1、R2的阻值，使改裝電壓表量程的真實(shí)值為5V，以下調(diào)節(jié)方案可行的有______（填序號）A．保持R1不變，將R2增大到合適值B．保持R1不變，將R2減小到合適值C．保持R2不變，將R1增大到合適值D．保持R2不變，將R1減小到合適值【答案】

200

4850

小于

AD10．某同學(xué)把量程為500μA但內(nèi)阻未知的微安表G改裝成量程為2V的電壓表，他先測量出微安表G的內(nèi)阻，然后對電表進(jìn)行改裝，最后再利用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表，對改裝后的電壓表進(jìn)行檢測。（1）該同學(xué)利用“半偏法”原理測量微安表G的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中可供選擇的器材如下：A．滑動變阻器R1（0~5kΩ）B．滑動變阻器R2（0~20kΩ）C．電阻箱R'（0~9999.9Ω）D．電源E1（電動勢為1.5V）E.電源E2（電動勢為9V）F.開關(guān)、導(dǎo)線若干具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.按電路原理圖甲連接好線路；b.將滑動變阻器R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1后調(diào)節(jié)R的阻值，使微安表G的指針滿偏；c.閉合S2，保持R不變，調(diào)節(jié)R'的阻值，使微安表G的示數(shù)為250μA，此時(shí)R'的示數(shù)為1900.0Ω；回答下列問題：（1）①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用________（填E1或E2），滑動變阻器應(yīng)選用________（填R1或R2）;②由實(shí)驗(yàn)操作步驟可知微安表G內(nèi)阻的測量值Rg=________Ω，與微安表內(nèi)阻的真實(shí)值相比________（選填“偏大”、“相等”或“偏小”）；（2）若按照（1）中測算的Rg，將上述微安表G改裝成量程為2V的電壓表需要串聯(lián)一個(gè)阻值為________Ω的電阻R0；（3）用圖乙所示電路對改裝電壓表進(jìn)行校對，由于內(nèi)阻測量造成的誤差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，改裝電壓表中微安表G的示數(shù)為495μA，為了盡量消除改裝后的電壓表測量電壓時(shí)帶來的誤差，R0的阻值應(yīng)調(diào)至________Ω（結(jié)果保留1位小數(shù)）。【答案】

E2

R2

1900.0或1900

偏小

2100.0或2100

2059.6②[3]由實(shí)驗(yàn)操作步驟可知通過微安表的電流等于通過電阻箱的電流，可知兩部分電阻相等，即微安表G內(nèi)阻的測量值Rg=1900.0Ω；[4]因于閉合S2電阻箱R′并入電路后，電路的總電阻變小，干路電流會變大，即干路電流大于Ig，而流過微安表G的電流為Ig，則流過電阻箱R′的電流大于Ig，即流過電阻箱R′的電流實(shí)際上大于流過微安表G的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知微安表G內(nèi)阻真實(shí)值大于電阻箱R′的阻值，可知測量值偏小。（2）[5]若按照（1）中測算的Rg，將上述微安表G改裝成量程為2V的電壓表需要串聯(lián)的電阻R0為11．某實(shí)驗(yàn)小組要將量程為0—200μA的微安表a改裝成量程為0—1mA的毫安表。（1）他們首先用圖甲所示的電路測量微安表a的內(nèi)阻，圖甲中微安表b與微安表a完全相同。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器及電阻箱，當(dāng)電阻箱如圖乙所示時(shí)，微安表a的讀數(shù)為176μA；微安b的讀數(shù)為80μA，則圖乙中電阻箱的讀數(shù)為___________Ω；微安表a的內(nèi)阻為___________Ω；（2）將微安表a改裝成毫安表后再用標(biāo)準(zhǔn)毫安表進(jìn)行檢測，部分檢測電路如圖丙所示，圖丙中虛線框內(nèi)為改裝后的毫安表電路。檢測發(fā)現(xiàn)因?yàn)閳D丙中的定值電阻R的阻值不合理，造成改裝后的毫安表偏差較大，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為0.80mA時(shí)，改裝后毫安表的示數(shù)只有0.72mA，要對該偏差進(jìn)行糾正，應(yīng)對定值電阻R再_______（選填“并聯(lián)”或“串