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（13）半偏法测量电表内阻——2024届高考物理一轮复习实验大通关
1.某同学想利用“半偏法”测量量程为2.0V的电压表内阻(内阻约几千欧)，设计了如图甲所示的电路图，可供选择的器材有：电阻箱(最大阻值为9999.9欧)，滑动变阻器(最大阻值20欧)，滑动变阻器(最大阻值2千欧)，直流电源(电动势为3V)，直流电源(电动势为6V)，开关2只，导线若干，实验步骤如下：
A.完善图甲电路图并连接线路；
B.闭合开关、，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；
C.____________，断开开关，调节电阻箱使电压表示数为1.0V，记录电阻箱的阻值。
（1）完善图甲电路图，并用笔画线代替导线，将图乙实物图连接成实验电路；
（2）为了减小实验误差，实验中电源应选____________(选填“”或“”)，滑动变阻器应选____________(选填“”或“”)；
（3）完善步骤C中横线处的操作应为________________________，闭合开关、前，滑动变阻器的滑片应移到图甲中最____________(填“左”或“右”)端；
（4）在步骤C中，记录的电阻箱阻值为1999.0，则电压表的内阻为____________欧，用半偏法测量的电压表的内阻值与其真实值相比，真实值____________(填“小于”或“等于”或“大于”)测量值。
2.某同学欲利用半偏法测量量程为2.0V的电压表V的内阻（内阻约为几千欧），设计了如图甲所示电路，可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值），直流电源E（电动势3V），开关2只，导线若干。实验步骤如下：
a.按图甲连接线路；
b.闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；
c.保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关，调节电阻箱使电压表示数为1.0V，记下电阻箱的阻值。
（1）实验中滑动变阻器应选择____（填“”或“”）。
（2）根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙中实物图连接成实验电路。
（3）在步骤b中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最____（填“左”或“右”）端。
（4）在步骤c中，记录的电阻箱阻值为，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，则该电压表的内阻为____Ω（结果保留到个位）。实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压会发生微小变化，如果要考虑其变化的影响，用半偏法测量的电压表内阻与其真实值相比，测量值______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。
（5）该同学进一步研究了该电压表的内部结构，发现它是由一个表头和电阻串联而成，由此可以推断该表头的满偏电流为______。
A. B. C.1mA D.10 mA
3.某同学采用“半偏法”测量一个电压表的内阻，其测量电路图如图所示。
（1）所用器材如下：
A.待测电压表V，量程3V，内阻约3kΩ
B.电源E，内阻很小
C.电阻箱，最大阻值9999Ω
D.滑动变阻器R
E.开关、导线若干
在实物图上完成电路连接。
（2）主要的测量步骤如下：
①断开开关S，把电阻箱接入的阻值调到最大，把滑动变阻器的滑移到a端，按电路图连接电路；
②闭合开关S，调节滑动变阻器，使滑动变阻器分出的电压大于电压表量程；
③调电阻箱的阻值，当电阻箱阻值等于时，电压表的指针半偏；当电阻箱阻值等于时，电压表的指针满偏。则电压表内阻的计算式（用上述的测量得到的物理量表示）为_______。
④调节滑动变阻器使使滑动变阻器分出的电压增大，重复步骤③；
（3）误差分析 电压表内阻的测量值_______于直实值（填“大”或“小”）。
4.用半偏法测量电流表G的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如下：
A.待测电流表G（量程）；
B.电源：电动势；
C.电源：电动势；
D.电阻箱：0~；
E.滑动变阻器：0~；
F.滑动变阻器：0~；
G.开关两个，导线若干。
（1）连接电路时，图甲中的电源应选择_________（选填“B”或“C”），滑动变阻器应选择________（选填“E”或“F”）；
（2）用笔画线代替导线，按图甲电路在图乙中把实物图连接完整；
（3）操作步骤如下：
①断开，将调到最大，连接好电路；
②闭合，调节，使电流表G满偏；
③保持的滑片不动，再闭合，调节，使电流表G的示数为，此时，电阻箱示数如图丙，由此可得出电流表G的内阻________Ω；
（4）为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为的电流表，将其串接在干路上，重复上述步骤①②，再闭合，调节_________（选填“”“”或“和”），使电流表G的示数为时，电流表的示数为，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。
5.用半偏法测量电流表G的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如下：
A.待测电流表G(量程200μA)；
B.干电池一节，电动势；
C.电阻箱：0～999.9Ω；
D.滑动变阻器：0～10kΩ；
E.滑动变阻器：0～500Ω；
F.开关两个，导线若干；
(1)连接电路时，图甲中的应选择滑动变阻器_____(选填“D”或“E”)；
(2)用画线代替导线，按图甲电路在图乙中把实物图连接完整；
(3)操作步骤如下：
①断开，将调到最大，连接好电路；
②闭合，调节，使电流表G满偏；
③保持的滑片不动，再闭合，调节R2，使电流表G的示数为100μA，此时，电阻箱示数如图丙，由此可得出电流表G的内阻_____Ω；
(4)为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为250μA的电流表，将其串接在干路上，重复上述步骤①②，再闭合，调节_____ (选填“”、“”或“和”)，使电流表G的示数为100μA时，电流表的示数为200μA，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。
答案以及解析
1.答案：（1）见解析（2）；（3）保持滑动变阻器滑片位置不变；左（4）1999或1999.0均可；小于
解析：（1）由滑动变阻器应选最大阻值较小的即为，则滑动变阻器用分压式，完善电路图如图所示
实物连线如图所示
（2）利用“半偏法”测电压表内阻实验中，近似认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，为了减小实验误差，电源电动势应选大的即为，滑动变阻器应选最大阻值较小的即为；
（3）利用“半偏法”测电压表内阻实验中，闭合开关、，先使电压表满偏，步骤C中保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关，使电压表半偏；
（4）在步骤C中，记录的电阻箱的阻值为1999.0Ω，根据串联电路的分压特点得，根据设计电路可知，实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要变大，大于2V，故电阻箱分得的电压大于1V，电阻箱的阻值大于电压表的真实值.
2.答案：（1）
（2）见解析
（3）左
（4）1998；大于
（5）C
解析：（1）滑动变阻器由于采用的是分压接法，为了便于操作，应该选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择。
（2）实物图如下图。
（3）在步骤b中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最左端，其目的是保护电表，且使电压表的示数从零开始调节。
（4）在步骤c中，记录的电阻箱阻值为，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，根据串联电路的分压特点有。根据设计的电路，实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要变大，大于2V，故电阻箱分得的电压大于1V，电阻箱的阻值大于电压表的真实阻值，测量值大于真实值。
（5）该表头的满偏电流为。
3.答案：（1）如图
（2）
（3）大
4.答案：（1）B；E
（2）如图所示
（3）422.7
（4）和
解析：（1）如果选择电动势为3 V的电源，当电流表满偏时，电路中的总电阻应为，滑动变阻器没有这么大的阻值，因此应选择电动势为1.5 V的电源即选择B；由于电流表半偏时，认为电路中的总电流不变，所以只有滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻才可近似认为电流未变，故滑动变阻器选阻值较大的，即选择E。
（3）③根据半偏法的原理，电阻箱的阻值与电流表G的阻值相等，则。
（4）利用改良后的方法测电流表G的内阻时，没有系统误差，测量的内阻更准确，根据实验原理可知，可以同时调节和，使电流表G的示数为时，电流表的示数为，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。
5.答案：（1）D
（2）
（3）242.7
（4）和
解析：（1）待测电流表电流最大时，电路的最小电阻为
所以图甲中的R应选择滑动变阻器选D。
（2）实物图连接如图所示
（3）③根据电流半偏法特点，电阻箱的阻值与电流表G的内阻相等，则。
（4）根据欧姆定律可得，利用此法测电流表G的内阻时，没有系统误差，测量的内阻更准确。则可以同时调节和，使电流表G的示数为时，电流表G的示数为，此时，由上述半偏法可更准确得出的值。

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