第十一章 3 第2课时 电表的改装 电流表的内接法和外接法(课件 教案)高中物理 人教版(2019)必修 第三册

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第十一章 3 第2课时 电表的改装 电流表的内接法和外接法(课件 教案)高中物理 人教版(2019)必修 第三册

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第2课时 电表的改装 电流表的内接法和外接法
[学习目标] 1.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理,并能进行有关计算(重难点)。2.理解电流表的内接法和外接法,并能正确选择接法(重难点)。
一、电表的改装
1.小量程电流表G(表头)的三个参量
2.电表改装原理
(1)电压表改装:将表头串联一个较大电阻,该电阻常被叫作分压电阻,如图甲所示。
(2)电流表改装:将表头并联一个较小电阻,该电阻常被叫作分流电阻,如图乙所示。
例1 有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
答案 (1)990 Ω 1 000 Ω (2)0.05 Ω 0.05 Ω
解析 (1)由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R两端的电压UR=U-Ug=2.97 V
所以分压电阻R== Ω=990 Ω
改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。
(2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,通过分流电阻R'的电流
IR'=IAm-Ig=0.597 A
所以分流电阻R'=≈0.05 Ω
改装后电流表的内阻RA==0.05 Ω。
项目 改装成电压表 改装成电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
改装后的量程 U=Ig(R+Rg) I=Ig
量程扩大的倍数 n= n=
接入电阻的阻值 R=-Rg=(n-1)Rg R==
改装后的总内阻 RV=Rg+R=nRg RA==
针对训练 (多选)如图所示,将一只满偏电流为1 mA、内阻为900 Ω的表头改装成测电流、电压两用的电表,已知R1=100 Ω,R2=210 Ω。下列说法正确的是(  )
A.接Oa端是电流表,量程为10 mA
B.接Ob端是电压表,量程为3 V
C.接Oa端是电流表,量程为60 mA
D.接Ob端是电压表,量程为15 V
答案 AB
解析 由电路图可知,接Oa两端时,表头G与R1并联,是电流表,量程为I=Ig+=10 mA,故A正确,C错误;由电路图可知,接Ob两端时,表头G与R1并联后再与R2串联,是电压表,其量程为U=I(+R2)=3 V,故B正确,D错误。
例2 某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA,内阻为10 Ω)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图所示,其中定值电阻R1=6 Ω,R2=4 Ω。
(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,该电流表的量程为0~     mA。
答案 (1)0.5 (2)1.25
解析 (1)由题图可知当S接A时,R1和R2串联接入电路,再和电流表并联,满偏时电流表两端的电压Um=ImRg=250×10-6×10 V=2.5×10-3 V
此时R1和R2的电流
I== A=0.25 mA
所以总电流I总=Im+I=0.5 mA
即量程为0~0.5 mA。
(2)由题图可知当S接B时,电流表和R1串联接入电路,再和R2并联,R2两端的最大电压为
U=Im(Rg+R1)=4×10-3 V
此时总电流为
I总=Im+=250×10-6 A+ A=1.25 mA
即量程为0~1.25 mA。
 关于电表改装的四点提醒
1.电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻Rg即可。
2.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流并不改变。
3.由改装后电压表的内阻RV=R串+Rg=nRg(其中n==)可知,电压表量程越大,其分压电阻R串越大,电压表内阻RV越大。
4.由改装后电流表的内阻RA==(其中n=)可知,电流表的量程越大,其分流电阻R并越小,电流表的内阻RA越小。
二、伏安法测电阻的两种接法
两种接法的比较
项目 内接法 外接法
电路
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
误差分析 R测===Rx+RA>Rx R测==适用情况 测大电阻 测小电阻
例3 (多选)如图所示,甲、乙为伏安法测量电阻时的两种不同接法。所用的电压表内阻约为5 000 Ω,电流表内阻约为0.5 Ω。现有一阻值约为500 Ω的待测电阻Rx,采用不同电路比较(  )
A.用图甲电路进行测量,测量误差小
B.用图乙电路进行测量,测量误差小
C.若用图甲电路进行测量,测量值比真实值偏大
D.若用图乙电路进行测量,测量值比真实值偏大
答案 BD
解析 由= Ω=50 Ω例4 如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V,c端与a端相连时,电流表示数为5.20 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,下列说法正确的是(  )
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近442 Ω,且大于442 Ω
D.电阻的真实值更接近442 Ω,且小于442 Ω
答案 B
解析 比较两次的电压表读数,可知ΔU=0.20 V,则==0.08;电流表示数变化ΔI=0.60 mA,则=≈0.13,可见>,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采用电流表内接法,Rx= Ω≈543 Ω,此接法测量值偏大,因此选项B正确。
 电流表内、外接的选择方法
方法一 直接比较法:当Rx RA时,采用电流表内接法,当Rx RV时,采用电流表外接法,可记忆为“大内小外”。
方法二 公式计算法
当<即Rx>时,用电流表内接法,
当>即Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同。
方法三 试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况,如图所示,把电压表的接线端分别接a、b两点,观察两电表的示数变化:若电流表的示数变化明显,即>,说明电压表的分流对电路影响大,表明Rx较大,应选用电流表内接法。反之,应选用电流表外接法。
课时对点练
[分值:70分]
[1、2、4、5题,每题4分]
考点一 电表的改装
1.(2025·天津市北辰区高二期中)一电流表的满偏电流为1 mA,内阻为300 Ω,要把它改装成一个量程为0~3 V的电压表,则应在电流表旁(  )
A.并联一个阻值为2 700 Ω的电阻
B.串联一个阻值为2 700 Ω的电阻
C.并联一个阻值约为0.3 Ω的电阻
D.串联一个阻值约为0.3 Ω的电阻
答案 B
解析 将满偏电流为1 mA的电流表改装成量程为0~3 V的电压表,应在电流表旁串联一个电阻,设串联电阻的阻值为Rx,则有=1 mA
解得Rx=2 700 Ω,故选B。
2.(2025·北京市东城区高二期末)将一块内阻为600 Ω,满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为0~0.6 A的电流表,应该(  )
A.并联一个约为0.05 Ω的电阻
B.并联一个约为7.2×106 Ω的电阻
C.串联一个约为0.05 Ω的电阻
D.串联一个约为7.2×106 Ω的电阻
答案 A
解析 根据电流表改装原理,可得需要并联的电阻阻值为Rx== Ω≈0.05 Ω,故选A。
3.(8分)(2025·广东省八校联盟高二期末)一灵敏电流计G的内阻Rg=1 Ω,满偏电流Ig=600 mA,现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表,量程为0~3 A;开关S1、S2都断开时为电压表,量程为0~3 V。
(1)(5分)定值电阻R1、R2的电阻值分别为多少?
(2)(3分)开关S1闭合、S2断开时为电流表还是电压表?量程是多少?
答案 (1)4 Ω 0.25 Ω (2)电压表 12.6 V
解析 (1)由题意知灵敏电流计G的满偏电压为Ug=IgRg=0.6 V,
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图甲所示
当达到满偏时有UR=U-Ug=2.4 V,
所以R1==4 Ω,
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图乙所示
当达到满偏时有I2=I-Ig=2.4 A,
所以R2==0.25 Ω
(2)开关S1闭合、S2断开时为电压表,原理示意图如图丙所示
当达到满偏时有
U=Ug+IR1=12.6 V。
考点二 电流表的内、外接法
4.在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是(  )
A.若采用甲图,系统误差是由电压表分流引起的
B.若采用甲图,系统误差是由电流表分压引起的
C.若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
D.若采用甲图,电阻的测量值小于真实值
答案 B
解析 若采用甲图,电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压,系统误差是由电流表分压引起的,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故A、D错误,B正确;若采用乙图,电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流之和,电流的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值,故C错误。
5.(多选)如图a、b所示的两个电路中,电阻R、电流表、电压表和电源都是相同的,电表内阻不能忽略。闭合开关后,图a、b电路中电压表和电流表的示数Ua、Ub和Ia、Ib的大小不相同,它们的关系正确的是(  )
A.UaC.> D.<
答案 AD
解析 题图b电压表测的是R与电流表两端的电压,而题图a电压表测的是R两端电压,所以UaIb,故B错误;由题图a知=R并=R,所以<,故C错误,D正确。
[6~10题,每题6分]
6.(2025·沧州市高二期中)如图为有两个量程的电压表的内部电路图,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。已知表头的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA,则电阻R1、R2的值分别为(  )
A.950 Ω 9 000 Ω B.9 500 Ω 900 000 Ω
C.99 500 Ω 9 500 Ω D.90 000 Ω 9 500 Ω
答案 D
解析 当使用A、B两个端点时,有
UAB=Ig(Rg+R2)=10 V
代入数据解得R2=9 500 Ω
当使用A、C两个端点时,有
UAC=Ig(Rg+R2+R1)=100 V
代入数据解得R1=90 000 Ω,故选D。
7.(2025·南京市高二期末)如图所示,某同学将一内阻Rg=20 Ω,满偏电流Ig=200 mA的表头,改装成双量程电流表。电流从A端流入,电流表有0~0.6 A和0~3 A两个量程。下列说法正确的是(  )
A.接A、B接线柱时,电流表量程为0~0.6 A
B.接A、C接线柱时,电流表量程为0~3 A
C.电阻R1的阻值是R2的5倍
D.电阻R2的阻值是R1的4倍
答案 D
解析  并联电阻越小,改装后的电流表量程越大,故接A、B接线柱时,电流表量程为0~3 A;接A、C接线柱时,电流表量程为0~0.6 A,故A、B错误;接A、B接线柱时,有Ig(Rg+R2)=(3 A-Ig)R1,接A、C接线柱时,有IgRg=(0.6 A-Ig)(R1+R2),联立可得R1=2 Ω,R2=8 Ω,即4R1=R2,故C错误,D正确。
8.如图,有一阻值未知的电阻R,为了较准确地测出其电阻值,将S分别接a、b,接a时得到两电表数据分别为5.8 V、0.20 A,接b时得到两电表数据分别为6.0 V、0.15 A,则电阻R测量值为(  )
A.29 Ω,大于真实值 B.40 Ω,大于真实值
C.29 Ω,小于真实值 D.40 Ω,小于真实值
答案 B
解析 开关接a、b两点时,电压表示数相对变化量为==
电流表示数相对变化量为
==
可知电流表示数相对变化量大,则电流表应采用内接法,即将S接b,此时电阻测量值为R== Ω=40 Ω
由于采用电流表内接法,电流表有分压作用,使得电压表示数大于待测电阻两端的电压,则电阻测量值大于真实值。故选B。
9.(2026·安徽省部分学校高二检测)如图所示,利用一个表头(满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=1 900 Ω)和两个电阻R1、R2来改装成量程为0~2 mA的电流表和0~3 V的电压表,下列说法正确的是(  )
A.接a、b两端点时为电压表
B.接a、c两端点时为电流表
C.R2=1 500 Ω
D.R1=100 Ω
答案 D
解析 根据电表改装原理可知,接a、b两端点时为电流表,接a、c两端时为电压表,故A、B错误;根据并联电路规律可知R1==100 Ω,根据串联电路规律可知R2== Ω=1 405 Ω,故D正确,C错误。
10.(2026·南充市高二期中)如图所示,一个电压表由微安表头G与一个阻值为2 000 Ω的分压电阻R串联而成,在使用中发现电压表的示数总是比准确值稍大一些,要想提高电压表的精度,下列措施可行的是(  )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 A
解析 由题意知,电压表的示数比准确值大,校准就是要让电流稍小一点,则应增大总电阻,在R上串联一个比R小得多的电阻,使总电阻比R稍大,故选A。
11.(9分)(改编自教材)(2026·商洛市高二检测)有一块小量程电流表,满偏电流为50 μA,内阻为800 Ω。现要将它改装成0~1 mA、0~10 mA的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
(1)(4分)若采用图甲的电路,则R1、R2是多少?(保留小数点后1位)
(2)(5分)若采用图乙的电路,则R1、R2是多少?(保留小数点后1位)
答案 (1)4.2 Ω 37.9 Ω (2)4.0 Ω 42.1 Ω
解析 (1)对甲电路,量程为10 mA时,有Ig(Rg+R2)=(I-Ig)R1,量程为1 mA时,有IgRg=(I'-Ig)(R1+R2),解得R1≈4.2 Ω,R2≈37.9 Ω。
(2)对乙电路,量程为10 mA时,有IgRg=(I-Ig)R1,量程为1 mA时,有IgRg=(I'-Ig)R2,解得R1≈4.0 Ω,R2≈42.1 Ω。
[7分]
12.(2025·临沂市高二期末)如图所示为学校实验室常用的双量程电压表的内部结构,其中表头内阻Rg=1 000 Ω,满偏电流Ig=1 mA。当接a、b时,电压表的量程为0~3 V,接a、c时电压表的量程为0~15 V,现在调整R1、R2与Rg的连接方式,则电压表最大量程可达到(  )
A.18 V B.19 V C.20 V D.21 V
答案 B
解析 由题意可知接a、b时,根据欧姆定律有Ig(Rg+R1)=Uab,接a、c时,则有Ig(Rg+R1+R2)=Uac,代入数据解得R1=2 000 Ω,R2=1.2×104 Ω,当用如图所示方式连接时,电压表量程最大,则Um=IgRg+(Ig+)R2=19 V,故选B。(共52张PPT)
电表的改装 电流表的内接法和外接法
<第2课时>
学习目标
1.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理,并能进行有关计算(重难点)。
2.理解电流表的内接法和外接法,并能正确选择接法(重难点)。
内容索引
一、电表的改装
二、伏安法测电阻的两种接法
课时对点练
1.小量程电流表G(表头)的三个参量
一、电表的改装
表头
最大刻度
满偏电流
2.电表改装原理
(1)电压表改装:将表头 一个较 电阻,该电阻常被叫作分压电阻,如图甲所示。

(2)电流表改装:将表头 一个较 电阻,该电阻常被叫作分流电阻,如图乙所示。
串联

并联

有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
例1
答案 990 Ω 1 000 Ω
由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R两端的电压UR=U-Ug=2.97 V
所以分压电阻R== Ω=990 Ω
改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。
答案 0.05 Ω 0.05 Ω
改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,通过分流电阻R'的电流
IR'=IAm-Ig=0.597 A
所以分流电阻R'=≈0.05 Ω
改装后电流表的内阻RA==0.05 Ω。
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
总结提升
项目 改装成电压表 改装成电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
改装后的量程 U=Ig(R+Rg) I=Ig
总结提升
项目 改装成电压表 改装成电流表
量程扩大的倍数 n= n=
接入电阻的阻值 R=-Rg=(n-1)Rg R==
改装后的总内阻 RV=Rg+R=nRg RA==
(多选)如图所示,将一只满偏电流为1 mA、内阻为900 Ω的表头改装成测电流、电压两用的电表,已知R1=100 Ω,R2=210 Ω。下列说法正确的是
A.接Oa端是电流表,量程为10 mA
B.接Ob端是电压表,量程为3 V
C.接Oa端是电流表,量程为60 mA
D.接Ob端是电压表,量程为15 V
针对训练


由电路图可知,接Oa两端时,表头G与R1并联,是电流表,量程为I=Ig+=10 mA,故A正确,C错误;
由电路图可知,接Ob两端时,表头G与R1并联后再与R2串联,是电压表,其量程为U=I(+R2)=3 V,故B正确,D错误。
某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA,内阻为10 Ω)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图所示,其中定值电阻R1=6 Ω,R2=4 Ω。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~   mA。
例2
0.5
由题图可知当S接A时,R1和R2串联接入电路,再和电流表并联,满偏时电流表两端的电压Um=ImRg=250×10-6×10 V=2.5×10-3 V
此时R1和R2的电流
I== A=0.25 mA
所以总电流I总=Im+I=0.5 mA
即量程为0~0.5 mA。
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程为0~    mA。
1.25
由题图可知当S接B时,电流表和R1串联接入电路,再和R2并联,R2两端的最大电压为
U=Im(Rg+R1)=4×10-3 V
此时总电流为
I总=Im+=250×10-6 A+ A=1.25 mA
即量程为0~1.25 mA。
总结提升
关于电表改装的四点提醒
1.电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻Rg即可。
2.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流并不改变。
3.由改装后电压表的内阻RV=R串+Rg=nRg(其中n==)可知,电压表量程越大,其分压电阻R串越大,电压表内阻RV越大。
总结提升
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4.由改装后电流表的内阻RA==(其中n=)可知,电流表的量程越大,其分流电阻R并越小,电流表的内阻RA越小。
两种接法的比较
二、伏安法测电阻的两种接法
项目 内接法 外接法
电路
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
误差分析 R测===Rx+RA>Rx R测==适用情况 测大电阻 测小电阻
(多选)如图所示,甲、乙为伏安法测量电阻时的两种不同接法。所用的电压表内阻约为5 000 Ω,电流表内阻约为0.5 Ω。现有一阻值约为500 Ω的待测电阻Rx,采用不同电路比较
A.用图甲电路进行测量,测量误差小
B.用图乙电路进行测量,测量误差小
C.若用图甲电路进行测量,测量值比真实值偏大
D.若用图乙电路进行测量,测量值比真实值偏大

例3

由= Ω=50 Ω若用题图甲电路进行测量,电流表的示数大于通过Rx的实际电流,测量值偏小;若用题图乙电路进行测量,电压表的示数大于Rx两端实际电压,测量值偏大,故C错误,D正确。
如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V,c端与a端相连时,电流表示数为5.20 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,下列说法正确的是
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近442 Ω,且大于442 Ω
D.电阻的真实值更接近442 Ω,且小于442 Ω

例4
比较两次的电压表读数,可知ΔU=0.20 V,则==0.08;电流表示数变化ΔI=0.60 mA,则=≈0.13,可见>,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采用电流表内接法,Rx= Ω≈543 Ω,此接法测量值偏大,因此选项B正确。
电流表内、外接的选择方法
方法一 直接比较法:当Rx RA时,采用电流表内接法,当Rx RV时,采用电流表外接法,可记忆为“大内小外”。
方法二 公式计算法
当<即Rx>时,用电流表内接法,
当>即Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同。
总结提升
方法三 试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况,如图所示,把电压表的接线端分别接a、b两点,观察两电表的示数变化:若电流表的示数变化明显,即>,说明电压表的分流对电路影响大,表明Rx较大,应选用电流表内接法。反之,应选用电流表外接法。
总结提升
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课时对点练
答案
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对一对
12
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A (1)4 Ω 0.25 Ω  (2)电压表 12.6 V B AD D
题号 7 8 9 10 11 12
答案 D B D A (1)4.2 Ω 37.9 Ω  (2)4.0 Ω 42.1 Ω B
考点一 电表的改装
1.(2025·天津市北辰区高二期中)一电流表的满偏电流为1 mA,内阻为300 Ω,要把它改装成一个量程为0~3 V的电压表,则应在电流表旁
A.并联一个阻值为2 700 Ω的电阻
B.串联一个阻值为2 700 Ω的电阻
C.并联一个阻值约为0.3 Ω的电阻
D.串联一个阻值约为0.3 Ω的电阻

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答案
基础对点练
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答案
将满偏电流为1 mA的电流表改装成量程为0~3 V的电压表,应在电流表旁串联一个电阻,设串联电阻的阻值为Rx,则有=1 mA
解得Rx=2 700 Ω,故选B。
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2.(2025·北京市东城区高二期末)将一块内阻为600 Ω,满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为0~0.6 A的电流表,应该
A.并联一个约为0.05 Ω的电阻
B.并联一个约为7.2×106 Ω的电阻
C.串联一个约为0.05 Ω的电阻
D.串联一个约为7.2×106 Ω的电阻

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答案
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根据电流表改装原理,可得需要并联的电阻阻值为Rx== Ω ≈0.05 Ω,故选A。
3.(2025·广东省八校联盟高二期末)一灵敏电流计G的内阻Rg=1 Ω,满偏电流Ig=600 mA,现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表,量程为0~3 A;开关S1、S2都断开时为电压表,量程为0~3 V。
(1)定值电阻R1、R2的电阻值分别为多少?
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答案 4 Ω 0.25 Ω
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由题意知灵敏电流计G的满偏电压为Ug=IgRg=0.6 V,
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图甲所示
当达到满偏时有UR=U-Ug=2.4 V,
所以R1==4 Ω,
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图乙所示
当达到满偏时有I2=I-Ig=2.4 A,
所以R2==0.25 Ω
(2)开关S1闭合、S2断开时为电流表还是电压表?量程是多少?
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答案
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答案 电压表 12.6 V
开关S1闭合、S2断开时为电压表,原理示意图如图丙所示
当达到满偏时有
U=Ug+IR1=12.6 V。
考点二 电流表的内、外接法
4.在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是
A.若采用甲图,系统误差是由电压表分流
引起的
B.若采用甲图,系统误差是由电流表分压
引起的
C.若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
D.若采用甲图,电阻的测量值小于真实值

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答案
若采用甲图,电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压,系统误差是由电流表分压引起的,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故A、D错误,B正确;
若采用乙图,电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流之和,电流的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值,故C错误。
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5.(多选)如图a、b所示的两个电路中,电阻R、电流表、电压表和电源都是相同的,电表内阻不能忽略。闭合开关后,图a、b电路中电压表和电流表的示数Ua、Ub和Ia、Ib的大小不相同,它们的关系正确的是
A.UaB.IaC.>
D.<
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答案
题图b电压表测的是R与电流表两端的电压,而题图a电压表测的是R两端电压,所以Ua题图a中电流表测量的是流过电阻R和电压表的电流之和,题图b中电流表测量的是流过电阻R的电流,由于电压表存在内阻要分流,故有Ia>Ib,故B错误;
由题图a知=R并=R,所以<,故C错误,D正确。
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6.(2025·沧州市高二期中)如图为有两个量程的电压表的内部电路图,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。已知表头的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA,则电阻R1、R2的值分别为
A.950 Ω 9 000 Ω
B.9 500 Ω 900 000 Ω
C.99 500 Ω 9 500 Ω
D.90 000 Ω 9 500 Ω

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能力综合练
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答案
当使用A、B两个端点时,有
UAB=Ig(Rg+R2)=10 V
代入数据解得R2=9 500 Ω
当使用A、C两个端点时,有
UAC=Ig(Rg+R2+R1)=100 V
代入数据解得R1=90 000 Ω,故选D。
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7.(2025·南京市高二期末)如图所示,某同学将一内阻Rg=20 Ω,满偏电流Ig=200 mA的表头,改装成双量程电流表。电流从A端流入,电流表有0~0.6 A和0~3 A两个量程。下列说法正确的是
A.接A、B接线柱时,电流表量程为0~0.6 A
B.接A、C接线柱时,电流表量程为0~3 A
C.电阻R1的阻值是R2的5倍
D.电阻R2的阻值是R1的4倍
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并联电阻越小,改装后的电流表量程越大,故接A、B接线柱时,电流表量程为0~3 A;接A、C接线柱时,电流表量程为0~0.6 A,故A、B错误;
接A、B接线柱时,有Ig(Rg+R2)=(3 A-Ig)R1,接A、C接线柱时,有IgRg= (0.6 A-Ig)(R1+R2),联立可得R1=2 Ω,R2=8 Ω,即4R1=R2,故C错误,D正确。
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8.如图,有一阻值未知的电阻R,为了较准确地测出其电阻值,将S分别接a、b,接a时得到两电表数据分别为5.8 V、0.20 A,接b时得到两电表数据分别为6.0 V、0.15 A,则电阻R测量值为
A.29 Ω,大于真实值
B.40 Ω,大于真实值
C.29 Ω,小于真实值
D.40 Ω,小于真实值

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开关接a、b两点时,电压表示数相对变化量为==
电流表示数相对变化量为
==
可知电流表示数相对变化量大,则电流表应采用内接法,即将S接b,此时电阻测量值为R== Ω=40 Ω
由于采用电流表内接法,电流表有分压作用,使得电压表示数大于待测电阻两端的电压,则电阻测量值大于真实值。故选B。
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9.(2026·安徽省部分学校高二检测)如图所示,利用一个表头(满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=1 900 Ω)和两个电阻R1、R2来改装成量程为0~2 mA的电流表和0~3 V的电压表,下列说法正确的是
A.接a、b两端点时为电压表
B.接a、c两端点时为电流表
C.R2=1 500 Ω
D.R1=100 Ω

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根据电表改装原理可知,接a、b两端点时为电流表,接a、c两端时为电压表,故A、B错误;
根据并联电路规律可知R1==100 Ω,根据串联电路规律可知R2= = Ω=1 405 Ω,故D正确,C错误。
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10.(2026·南充市高二期中)如图所示,一个电压表由微安表头G与一个阻值为2 000 Ω的分压电阻R串联而成,在使用中发现电压表的示数总是比准确值稍大一些,要想提高电压表的精度,下列措施可行的是
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻

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由题意知,电压表的示数比准确值大,校准就是要让电流稍小一点,则应增大总电阻,在R上串联一个比R小得多的电阻,使总电阻比R稍大,故选A。
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11.(改编自教材)(2026·商洛市高二检测)有一块小量程电流表,满偏电流为50 μA,内阻为800 Ω。现要将它改装成0~1 mA、0~10 mA的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还
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设计了如图乙所示电路。
(1)若采用图甲的电路,则R1、R2是多少?(保留小数点后1位)
答案 4.2 Ω 37.9 Ω
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对甲电路,量程为10 mA时,有Ig(Rg+R2)=(I-Ig)R1,量程为1 mA时,有IgRg=(I'-Ig)(R1+R2),解得R1≈4.2 Ω,R2≈37.9 Ω。
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(2)若采用图乙的电路,则R1、R2是多少?(保留小数点后1位)
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答案 4.0 Ω 42.1 Ω
对乙电路,量程为10 mA时,有IgRg=(I-Ig)R1,量程为1 mA时,有IgRg=(I'-Ig)R2,解得R1≈4.0 Ω,R2≈42.1 Ω。
12.(2025·临沂市高二期末)如图所示为学校实验室常用的双量程电压表的内部结构,其中表头内阻Rg=1 000 Ω,满偏电流Ig=1 mA。当接a、b时,电压表的量程为0~3 V,接a、c时电压表的量程为0~15 V,现在调整R1、R2与Rg的连接方式,则电压表最大量程可达到
A.18 V B.19 V
C.20 V D.21 V
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尖子生选练
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由题意可知接a、b时,根据欧姆定律有Ig(Rg+R1)=Uab,接a、c时,则有Ig(Rg+R1+R2)=Uac,代入数据解得R1=2 000 Ω,R2=1.2×104 Ω,当用如图所示方式连接时,电压表量程最大,则Um=IgRg+(Ig+)R2=19 V,故选B。
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