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人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路第2课时一课一练
展开电表的读数
1.如图所示的电表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________ A;当使用3 A量程时,对应刻度盘中每一小格代表________ A,图中表针示数为________ A。
2.如图所示的电表使用较小量程时,每小格表示_______V,图中表针的示数为_______V;若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V。
3.电流表量程一般有两种:0~0.6A和0~3A;电压表量程一般有两种:0~3V和0~15V。如图所示:
(1)接0~3V量程时读数为___________V。
(2)接0~15V量程时读数为___________V。
(3)接0~3A量程时读数为___________A。
(4)接0~0.6A量程时读数为___________A。
4.请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 。
(1)量程为0~3 V和0~3 A的电表。读数___________,读数___________
(2)量程为0~15 V的电压表读数。读数___________,读数___________,读数___________
(3)量程为0~0.6 A的电流表读数 。读数___________,读数___________,读数___________,读数___________
改装成电流表
5.(2022·浙江省文成中学高二阶段练习)如图所示的电路,将两个相同的表头分别改装成电流表A1(0-0.6A)和A2(0-3A),把两个电流表并联接入电路中,闭合开关S,则下列说法正确的是( )
A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏B.A1的读数和A2的读数总相等
C.A1的表头总内阻和A2的表头总内阻之比为D.A1的读数为0.2A时,流过电阻的电流为1A
6.(2022·黑龙江·甘南县第二中学高二阶段练习)(多选)用两个相同的小量程电流表G,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、,若量程大于,将、接入如图甲、乙所示的电路中,闭合电键后,下列有关说法正确的是( )
A.G改装成,时要串联电阻,串联的电阻大
B.图甲中,的指针偏角相同
C.G改装成,时要并联电阻,并联的电阻大
D.图乙中,的示数相同
7.(2022·山东·高密三中高二开学考试)如图是0.6A与3A的双量程电流表的内部结构,其表头内阻,满偏电流。
(1)请分析判断图中A、B两个接线柱,量程为3A的接线柱是哪一个?
(2)分流电阻R1、R2分别是多少?
改装成电压表
8.如图是两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0~5V,当使用A、C两个端点时,量程是0~15V,已知表头电阻Rg=300Ω,满偏电流Ig为1mA,则( )
A.R1=5.3×103ΩB.R1=5×103Ω
C.R2=1×104ΩD.R2=1.5×104Ω
9.(2022·黑龙江·哈九中高二阶段练习)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,有电流和电压两挡,改装电路如图所示,则、应调到多大阻值( )
A.,B.,
C.,D.,
10.(2022·云南省玉溪第三中学高二期中)如图所示是双量程电压表(,)的内部电路简图,由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻,满偏电流。
(1)使用a、b两个端点时,对应的量程为多少?
(2)、的阻值分别为多少?
电表的校准
11.(2022·湖南岳阳·二模)某同学要将一量程为3V的电压表V1改装成量程为15V的电压表V2。
(1)先将V1直接接到内阻可以忽略的电源两端,读数为2.0V;再将V1与阻值为2000Ω的电阻串联后,接到该电源两端,读数为1.5V,则V1的内阻为________Ω;
(2)要改装成量程为15V的电压表V2,需要将V1表与合适的电阻R_______(选填“串联”、“并联”)
(3)将改装后的电压表V2与一标准电压V表校对。
①完成下面的实物连线;( )
②在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片P置于最________端(选填“左”、“右”)
③闭合开关,移动滑片P,标准电压表示数为10.0V时,V1表示数为2.5V。要达到预期目的,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=________(保留三位有效数字)。
12.将一微安表先改装成量程为0~1 mA的电流表,再将该电流表改装成量程为0~5 V的电压表,并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,V0是量程为0~6 V的标准电压表。已知微安表满偏电流为250 μA,标记的内阻为600 Ω,电阻箱R1、R2的阻值调节范围均为0~9 999.99 Ω。主要实验步骤如下:
(1)微安表改装。图甲中电阻箱R1、R2的阻值分别调节到R1=___________Ω,R2=___________ Ω。
(2)实物连线。选用合适的器材,按照图甲正确连接电路。
(3)对比校准。正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当标准电压表的示数如图乙所示时,微安表的示数如图丙所示,由此可以推测出改装电压表真实量程的最大值___________5 V。(选填“大于”或“小于”)
(4)重新调整。通过检测发现:电阻箱R1、R2阻值是准确的,而微安表标记的内阻不准确,这是改装电压表真实量程的最大值不是5 V的原因。再通过调节电阻箱R1、R2的阻值,使改装电压表量程为0~5 V,以下调节方案可行的有___________(填序号)。
A.保持R1不变,将R2增大到合适值
B.保持R1不变,将R2减小到合适值
C.保持R2不变,将R1增大到合适值
D.保持R2不变,将R1减小到合适值
13.某同学按图1电路图,把满偏电流为10 mA、内阻为30 Ω的表头G改装为双量程电压表,并进行校准。
(1)根据上述表头参数,将其改装成量程为5 V和15 V的双量程电压表。则定值电阻R1=________ Ω,R2=________ Ω。
(2)用量程为5 V的标准电压表对改装表5 V挡进行校准,选择开关应接________(选填“b”或“c”),在闭合S前,滑片P应靠近滑动变阻器的________(选填“M”或“N”)端。
(3)选择开关接b,表头G的指针位置如图2所示,此时电压为________V。
14.图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;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3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA.由题给条件和数据,可以求出R1=________Ω,R2=________Ω。
(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA。电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为___________ Ω的电阻,R应选用最大阻值为___________Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱___________(填“b”或“c”)相连。判断依据是:__________。
15.(2016·海南·高考真题)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,R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成的电流表,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1V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选选R1=_____, R2=_______,R3= _______.
(2)用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装表3V档的不同刻度进行校准.所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为和 .为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为__________的滑动变阻器.
(3)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”).
16.(2022·辽宁·高考真题)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)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,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为___________;
(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)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用___________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
17.(2019·全国·高考真题)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,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)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接.
( )
(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)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.18 mA B.21 mA
C.25mA D.28 mA
(3)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,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
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
(4)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=_______.
18.(2021·辽宁·高考真题)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
19.(2022·全国·高考真题)一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
第4节 电表的改装(第2课时)
电表的读数
1.如图所示的电表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________ A;当使用3 A量程时,对应刻度盘中每一小格代表________ A,图中表针示数为________ A。
【答案】 0.02 0.44 0.1 2.20
【详解】[1][2]使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,表针示数为0.44 A;
[3][4]当使用3 A量程时,每一小格为0.1 A,表针示数为2.20 A。
2.如图所示的电表使用较小量程时,每小格表示_______V,图中表针的示数为_______V;若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V。
【答案】 0.1 1.70 0.5 8.5
【详解】[1][2]电压表使用3V量程时,每小格表示0.1V,表针示数为1.70V。
[3][4]使用15V量程时,每小格表示0.5V,表针示数为8.5V。
3.电流表量程一般有两种:0~0.6A和0~3A;电压表量程一般有两种:0~3V和0~15V。如图所示:
(1)接0~3V量程时读数为___________V。
(2)接0~15V量程时读数为___________V。
(3)接0~3A量程时读数为___________A。
(4)接0~0.6A量程时读数为___________A。
【答案】 1.90 9.5 0.85 0.17
【详解】(1)[1]接0~3V时,最小分度为0.1V,故读数为1.90V;
(2)[2]接0~15V时,最小分度值为0.5V,故读数为9.5V;
(3)[3]接0~3A时,最小分度值为0.1A,读数为0.85A;
(4)[4]接0~0.6A时,最小分度为0.02A,故读数为0.17A。
4.请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 。
(1)量程为0~3 V和0~3 A的电表。读数___________,读数___________
(2)量程为0~15 V的电压表读数。读数___________,读数___________,读数___________
(3)量程为0~0.6 A的电流表读数 。读数___________,读数___________,读数___________,读数___________
【答案】 0.90 V 1.90 A 10.0 V 10.5 V 10.2 V##10.3 V 0.40 A 0.50 A 0.22 A 0.52 A
【详解】(1)[1][2]量程为0-3V的电压表,分度值为0.1V,由图可知,其读数为0.90V;量程为0-3A的电压表,分度值为0.1A,故其读数为1.90A。
(2)[3][4][5]量程为0~15V的电压表,分度值为0.5V。由图可知,读数分别为10.0V、10.5V、10.2V。
(2)[6][7][8] [9] 量程为0~0.6A的电流表,分度值为0.02A。由图可知,读数分别为0.40A、0.50A、0.22A、0.52A。
【点睛】确认所用电表对应量程的分度值,再根据表盘指针所指位置进行读数即可。
改装成电流表
5.(2022·浙江省文成中学高二阶段练习)如图所示的电路,将两个相同的表头分别改装成电流表A1(0-0.6A)和A2(0-3A),把两个电流表并联接入电路中,闭合开关S,则下列说法正确的是( )
A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏B.A1的读数和A2的读数总相等
C.A1的表头总内阻和A2的表头总内阻之比为D.A1的读数为0.2A时,流过电阻的电流为1A
【答案】A
【详解】AB.电流表由表头和定值电阻并联而成,因此A1和A2的指针偏角总相等,但由于两表的量程不同,因此两表的读数总不同,故A正确,B错误;
C.由于A1和A2的两表的量程比为1:5,因此A1和A2两表的总内阻之比为5:1,故C错误;
D.当A1的读数为0.2A时,则A2的读数为1.0A时,则电阻R的电流为1.2A,故D错误。
故选A。
6.(2022·黑龙江·甘南县第二中学高二阶段练习)(多选)用两个相同的小量程电流表G,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、,若量程大于,将、接入如图甲、乙所示的电路中,闭合电键后,下列有关说法正确的是( )
A.G改装成,时要串联电阻,串联的电阻大
B.图甲中,的指针偏角相同
C.G改装成,时要并联电阻,并联的电阻大
D.图乙中,的示数相同
【答案】BD
【详解】AC.电流表量程扩大需要并联电阻,并联阻值满足
量程越大,并联电阻越小,故AC错误;
B.图甲中,,两个电流表并联,则电流表G电压相同,通过的电流相同,偏转角度相同,故B正确;
D.图乙两个电流表串联,根据串联电路电流处处相等可知,的示数相同,故D正确。
故选BD。
7.(2022·山东·高密三中高二开学考试)如图是0.6A与3A的双量程电流表的内部结构,其表头内阻,满偏电流。
(1)请分析判断图中A、B两个接线柱,量程为3A的接线柱是哪一个?
(2)分流电阻R1、R2分别是多少?
【答案】(1)“A”接线柱;(2)0.02Ω,0,08Ω
【详解】(1)当接“+,A”接线柱时,表头与R2串联后与R1并联。当接“+,B”接线柱时,R2与R1串联后与表头并联。由并联电路的分流原理可得。分流电阻越小,分流越多。结合电流表改装原理可知,量程越大,并联的电阻越小,所以量程为3A时接的是“A”接线柱。
(2)当接“+,A”接线柱时,表头与R2串联后与R1并联。当通过电流表的电流达到满偏电流Ig时,通过干路中的总电流即为改装后电流表的满偏电流3A。设R1电压为U1,电表及R2两端总电压为U2。由并联电路中的电流、电压及电阻的规律可得
当接“+,B”接线柱时, R1与R2串联后与表头并联。当通过电流表的电流达到满偏电流Ig时,通过干路中的总电流即为改装后电流表的满偏电流0.6A。设R1及R2两端总电压为,电表两端电压为。由并联电路中的电流、电压及电阻的规律可得
代入数据可得
【点睛】当通过原电流表的电流达到满偏电流时,通过改装后电流表的电流也同时达到满偏电流。
改装成电压表
8.如图是两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0~5V,当使用A、C两个端点时,量程是0~15V,已知表头电阻Rg=300Ω,满偏电流Ig为1mA,则( )
A.R1=5.3×103ΩB.R1=5×103Ω
C.R2=1×104ΩD.R2=1.5×104Ω
【答案】C
【详解】由欧姆定律
代入数据解得
同理解得
故选C。
9.(2022·黑龙江·哈九中高二阶段练习)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,有电流和电压两挡,改装电路如图所示,则、应调到多大阻值( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】D
【详解】电流挡时,根据电路图可得
解得
电压挡时,根据电路图可得
解得
故选D。
10.(2022·云南省玉溪第三中学高二期中)如图所示是双量程电压表(,)的内部电路简图,由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻,满偏电流。
(1)使用a、b两个端点时,对应的量程为多少?
(2)、的阻值分别为多少?
【答案】(1);(2),
【详解】(1)根据题意可知,使用a、b两个端点时,电压为与两端的电压之和,而接a、c时,其量程为与和两端的电压之和,由欧姆定律可知,使用a、b两个端点时量程较小,则使用a、b两个端点时,对应的量程为。
(2)使用a、b两个端点时,量程为,则由串联分压原理有
解得
使用a、c两个端点时,量程为,则有
解得
电表的校准
11.(2022·湖南岳阳·二模)某同学要将一量程为3V的电压表V1改装成量程为15V的电压表V2。
(1)先将V1直接接到内阻可以忽略的电源两端,读数为2.0V;再将V1与阻值为2000Ω的电阻串联后,接到该电源两端,读数为1.5V,则V1的内阻为________Ω;
(2)要改装成量程为15V的电压表V2,需要将V1表与合适的电阻R_______(选填“串联”、“并联”)
(3)将改装后的电压表V2与一标准电压V表校对。
①完成下面的实物连线;( )
②在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片P置于最________端(选填“左”、“右”)
③闭合开关,移动滑片P,标准电压表示数为10.0V时,V1表示数为2.5V。要达到预期目的,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=________(保留三位有效数字)。
【答案】 6000 串联 左 1.33
【详解】(1)[1]先将V1直接接到内阻很小的电源两端,读数为2.0V,可知电源电动势E=2V;再将V1与阻值为2000Ω的电阻串联后,接到该电源两端,读数为1.5V,则
解得V1的内阻为
RV=6000Ω
(2)[2]要改装成量程为15V的电压表V2,需要将V1表与合适的电阻R串联;
(3)[3]校准电路如图;
(4)[4]在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片P置于最左端;
(5)[5]标准表示数为10.0V时,V1表示数为2.5V,则此时的电阻
而要达到预期目的,需要串联的电阻为
则
k=1.33
12.将一微安表先改装成量程为0~1 mA的电流表,再将该电流表改装成量程为0~5 V的电压表,并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,V0是量程为0~6 V的标准电压表。已知微安表满偏电流为250 μA,标记的内阻为600 Ω,电阻箱R1、R2的阻值调节范围均为0~9 999.99 Ω。主要实验步骤如下:
(1)微安表改装。图甲中电阻箱R1、R2的阻值分别调节到R1=___________Ω,R2=___________ Ω。
(2)实物连线。选用合适的器材,按照图甲正确连接电路。
(3)对比校准。正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当标准电压表的示数如图乙所示时,微安表的示数如图丙所示,由此可以推测出改装电压表真实量程的最大值___________5 V。(选填“大于”或“小于”)
(4)重新调整。通过检测发现:电阻箱R1、R2阻值是准确的,而微安表标记的内阻不准确,这是改装电压表真实量程的最大值不是5 V的原因。再通过调节电阻箱R1、R2的阻值,使改装电压表量程为0~5 V,以下调节方案可行的有___________(填序号)。
A.保持R1不变,将R2增大到合适值
B.保持R1不变,将R2减小到合适值
C.保持R2不变,将R1增大到合适值
D.保持R2不变,将R1减小到合适值
【答案】 200 4 850 小于 AD##DA
【详解】(1)[1][2]微安表并联电阻改装为1 mA的电流表,有
IgRg=(I-Ig)R1
即
250×10-6×600 V=(1×10-3 A-250×10-6 A)R1
解得
R1=200 Ω
改装后的电流表满偏电流为I=1 mA,内阻为
RA==150 Ω
再改装为量程为0~5 V的电压表,串联电阻R2,有
U=I(RA+R2)
即
5 V=1×10-3 A×(150 Ω+R2)
解得
R2=4 850 Ω
(3)[3]由标准电压表的读数可知改装后电压表测量的真实电压为3.2 V;微安表的分度值为5 μA,读数为170 μA,根据微安表指针偏角和改装电压表所测电压成正比有
解得改装电压表真实量程的最大值
U′≈4.71 V<5 V
即改装电压表真实量程的最大值小于5 V。
(4)[4]因改装电压表的量程最大值偏小,又
U=IgRg+IgR2
则保持R1不变,将R2增大到合适值,可使U增大,另外保持R2不变,将R1减小到合适值,也能使U增大,正确答案为AD。
13.某同学按图1电路图,把满偏电流为10 mA、内阻为30 Ω的表头G改装为双量程电压表,并进行校准。
(1)根据上述表头参数,将其改装成量程为5 V和15 V的双量程电压表。则定值电阻R1=________ Ω,R2=________ Ω。
(2)用量程为5 V的标准电压表对改装表5 V挡进行校准,选择开关应接________(选填“b”或“c”),在闭合S前,滑片P应靠近滑动变阻器的________(选填“M”或“N”)端。
(3)选择开关接b,表头G的指针位置如图2所示,此时电压为________V。
【答案】 470 1000 b M 3.80
【详解】(1)[1]开关接b点,量程U1=5 V,所以
代入数据得
R1=470 Ω
[2]开关接c点,量程U2=15 V,所以
代入数据得
R2=1000 Ω
(2)[3][4]用量程为5 V的标准电压表对改装表5 V挡进行校准,选择开关应接b;在闭合S前,滑片P应靠近滑动变阻器的M端。
(3)[5]由图2看出表头示数I=7.6 mA,则此时电压
U=I(Rg+R1)=3.80 V
14.图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;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3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA.由题给条件和数据,可以求出R1=________Ω,R2=________Ω。
(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA。电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为___________ Ω的电阻,R应选用最大阻值为___________Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱___________(填“b”或“c”)相连。判断依据是:__________。
【答案】 15 35 300 3000 c 见解析
【详解】(1)[1][2]定值电阻和毫安表表头是并联关系,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R1、R2的电流为2mA,则通过毫安表表头和R1、R2的电流比为1:2,所以电阻比为2:1,可得
R1+R2=Rg=50Ω
若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA,通过R1的电流为9mA,电流比为1:9,可得电阻比
=
即
R1=
整理可得
R1=15 Ω,R2=35 Ω
(2)[3][4]根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为
Ω=3000Ω
最小阻值为
Ω=500Ω
若定值电阻R0选择为1000 Ω,则无法校准3.0mA,所以选用的定值电阻R0的阻值应为300Ω,由于最大阻值要达到3000Ω,所以选用的滑动变阻器R的最大阻值为3000Ω。
(3)[5][6]为准确地判断出哪个电阻损坏,d点应和接线柱“c”相连;若电流表无示数,则说明R2断路,若电流表有示数,则说明R1断路。
15.(2016·海南·高考真题)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,R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成的电流表,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1V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选选R1=_____, R2=_______,R3= _______.
(2)用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装表3V档的不同刻度进行校准.所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为和 .为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为__________的滑动变阻器.
(3)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”).
【答案】 100 910 2000 大于
【详解】(1)根据题意,R1与表头G构成1 mA的电流表,则
得
R1=100 Ω
若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V,则
R2==910Ω
若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V,则
R3=–R2=2000 Ω
(2)电压表与改装电表并联之后,电阻小于2 500 Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻.
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,使并联部分分压为零,起到保护作用.
(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际电阻偏大,故表头G内阻的真实值大于900 Ω.
16.(2022·辽宁·高考真题)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)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,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为___________;
(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)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用___________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】 1 大 乙
【详解】(1)[1]由图可知当S接A时,R1和R2串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端的电压为
此时R1和R2的电流为
所以总电流为
即量程为0~1mA。
(2)[2]当开关S接B端时,由图可知R1和电流表串联再和R2并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电流表满偏时,流过R2的电流变大,干路电流变大,即量程变大;所以比接在A端时大。
(3)[3]图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
17.(2019·全国·高考真题)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,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)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接.
( )
(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)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.18 mA B.21 mA
C.25mA D.28 mA
(3)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,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
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
(4)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 AC
【详解】(1)电表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:
(2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为:倍.故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:,故本小题选C;
(3)根据,得:,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻真实值,大于1200Ω;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小.故本小题选AC;
(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25mA,故满足;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20mA电流表,应满足, 其中,联立解得:或.
故本题答案为:(1) (2)C (3)AC (4)或
18.(2021·辽宁·高考真题)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
【答案】 2 A 减小
【详解】(1)[1]微安表的内阻,满偏电流,串联后改装为的电压表,所以满足
代入数据解得
(2)[2]开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移动到2端,这样测量电路部分的分压为0,便于检测改装后的电表。
(3)[3]开关闭合,调节滑动变阻器,电表示数变化不明显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数,若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。
故选A。
(4)[4]标准电压表的示数为,若改装电压表也为,此时微安表的示数为
但此时微安表示数为,说明的阻值偏大,所以应该减小的阻值。
19.(2022·全国·高考真题)一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
【答案】
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与并联扩大电流表量程,进而准确测量通过的电流,电压表单独测量的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从开始测量,满足题中通过的电流从连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过的电流最大为,需要将电流表量程扩大为原来的倍,根据并联分流的规律示意图如下
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
解得
(3)[4]电压表每小格表示,向后估读一位,即;
[5]电流表每小格表示,本位估读,即,电流表量程扩大倍,所以通过的电流为;
[6]根据欧姆定律可知
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