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    11-19年高考物理真题分专题汇编之专题084.电表的改装

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    11-19年高考物理真题分专题汇编之专题084.电表的改装

    1、第84节 电表的改装1.【2019年物理全国卷1】某同学要将一量程为250A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 ,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16.0 mA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)A18 mA A21 mA C25mA D28 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

    2、内阻测量错误,实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 CR值计算错误,接入的电阻偏小DR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都正确,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】 (1). (2). C (3). AC (4). 【解析】【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

    3、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1200;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2.2018年全国卷II、22(6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程,内阻);电阻箱(阻值范围);电阻箱(阻值范围);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为的直流电压表。

    4、组装好的多用电表有电流和电压两挡。*abmA回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出和,其中 * 为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1= ,R2= 。(保留到个位)R2*abmAR1答案:(1)如图所示 (2)100 2910解析:(1)R1的电阻比较小,所以R1与表头并联构成大量程的的电流表,R2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示:(2)改装电流表时需要并联一个电阻,要改装成1mA的电流表需要并联的电阻R1。,所以电阻箱的阻值R1应取100;R1与表头并联电阻为要改装成3V的电压表需要串联一个电阻R2,。3

    5、.2011年海南卷13图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头A的量程为Ig=600A,内阻为Rg,mA是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。(1)图1中分流电阻Rp的阻值应为 (用Ig、Rg和I表示)。AmARPESR图1图2mA0102030405060(2)在电表改装完成后的某次校准测量中,mA表的示数如图2所示,由此读出流过mA电流表的电流为_mA。此时流过分流电阻RP的电流为_mA(保留1位小数)答:(1) (2)49.5 49.0【解析】(1)电流表改装,(2)由图示可得,电流表读数为49.5mA,实际流经表头的电流为500A即0.5mA,此时流过分流电

    6、阻RP的电流为(49.50.5)mA=49.0mA。4.2016年海南卷12.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900。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA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1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=_,R2=_,R3=_。GR1R2R3VacbMNPESR(2)用量程为3V,内阻为2500的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V;

    7、滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50和5k。为了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)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近_(填“M”或“N”)端。(4)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_(填“大于”或“小于”)900。【答案】(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于【解析】(1)根据题意,R1与表头G构成1mA的电流表,则:IgRg=(I-Ig) R1,整理得R1=100;若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1V,则;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程

    8、为3V,则。(2)电压表与之并联后,电阻小于2500,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分,同时还有便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50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,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用。(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,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900。5.2013年新课标II卷23(7分)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻,S为开关。回答下列问题:(1)根据图(a)所示的电

    9、路,在图(b)所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时,多用电表用于测量_(填“电流”、“电压,或“电阻”);mA表笔A表笔BR2R1S图(b)mA+R2R1S表笔A表笔B图(a)开关S断开时,多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)。(3)表笔A应为_色(填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值R1_,R2_。(结果取3位有效数字)答案:(7分)(1)连线如图所示 (2分)(2)电流 电压 (2分。每空1分)(3)黑 (1分)(4)1.00 880 (2分。每空1分) mA表笔A表笔BR2R1S图(b)解析:(1)根据图(a)连线:电流表与R2串联、开关与R1串联,然后两支路并联分

    10、别接表笔A、B。(2) 开关S闭合时,R1与电流表支路并联分流,多用电表用于测量电流;开关S断开时,R2与电流表串联分压,多用电表用于测量电压 。(3)表笔A接电流表负极,应该是黑色的。(4)(先后顺序不能错)先计算分压电阻R2,有,解得R2=880;再计算分流电阻R1,解得R1=1.00。6. 2013年海南卷12某同学将量程为200A、内阻为500的表头A改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表,设计电路如图(a)所示。定值电阻R1=500,R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱。回答下列问题:(1)按图(a)在图(b)中将实物连线;(2)表笔a的颜色为 色(填“红”或“黑

    11、”)(3)将开关S置于“1”挡时,量程为 mA;(4)定值电阻的阻值R2= ,R3= 。(结果取3位有效数字)(5)利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图(c)所示,则所测量电流的值为 mA。SR3R23-+A表笔a图(b)表笔bR1AB图(c)AR1R2R312ABS图(a)+答案:(1)如图; (2)黑; (3)10; (4)225,25.0; (5)0.780(0.78同样给分)解析:(1)实物连线图见答图;(2)红表笔接电源的正极,电流由红表笔流入,由电路图(a)可看出表头右侧为正极,故表笔a为黑表笔;SR3R23-+A表笔a答图表笔bR1AB(3)将开关S置于“

    12、1”挡时,表头跟R1、 R2串联后再跟R3并联,将开关S置于“2”挡时,表头跟R1串联后再跟R2、R3并联,故前者的量程较大,故开关S置于“1”挡时,量程为I1=10mA.(4)由(3)问的分析,结合欧姆定律可知开关S置于“1”挡时,有,开关S置于“2”挡时,代入已知数据可得R2=225,R3=25.0。(5)S置于“2”挡时,量程为1mA,表头示数为156A ,故所测量电流的值为.7. 2012年理综天津卷9.(3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于

    13、G2的量程,图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为_A.合上开关S2R1ES1R1S2G2G1B.分别将R1和R2的阻值调至最大C.记下R2的最终读数D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为rE.合上开关S1F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比_(填偏大、偏小或相等)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表

    14、达式,RS=_ .答案:正确顺序为B、E、F、A、D、C。 相等 解析:在组装实验时正确操作是将所有开关断开,将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大,然后闭合电源控制开关S1,就可以校对待测表G2,由于标准表和待测表串联流过的电流相等,这时就可以调节R1由小到大改变电流,对待测表的刻度逐个校对,直到待测表满偏。校对完成后闭合开关S2构成半偏法测量表头G2内阻的电路,在没有G1的情况下只调节R2使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数,这种做法会造成G1的示数增大(原理上是不变),误差大。由于有G1可以方便观察干路电流的变化,所以操作为闭合开关S2反复调节R1和R2使标准表达到待测表满偏时的电流值

    15、,同时使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数。正确顺序为B、E、F、A、D、C。由于G1测量了干路电流,G2测量了支路电流,另一直流电流是两表示数之差,然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算。答案”相等”。扩大电流表的量程需要并联一个电阻根据并联关系有,则8.2015年理综新课标I卷23(9分)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100,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,可求出R1= ,R2= 。图(b) Rb

    16、cadmAAR1R2R0Rabc图(a) (2)现用量程为3mA、内阻为150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0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300和1000;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750和3000。则R0应选用阻值为 的电阻,R应选用最大阻值为 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 (

    17、填”b”或”c”)相连。判断依据是: 。答案:(1)15 35 (2)300 3000(3)c 闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2解析:(1)定值电阻和毫安表都是并联关系,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的电流为2mA,电流比为1:2,所以电阻比为2:1,可得。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,可得电阻比为9:1,即,整理可得,。(2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为,最小为,若定值电阻选择1000,折无法校准3.0mA,所以定值电阻选择500。由于最大阻值要达到3000,所以滑动变阻器要选择3000。(3)因为只有一个损坏,所以验证R2是否损坏即可。所以d点应和接线柱“c”相连,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1(断路);若电表指针不动,则损坏的电阻是R2(短路)。


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