A图： B图： C图： D图：
； ； ； .
1
表测量电压，工作电压最大为量程的，示数误差会很大.由数据表可知，
10
、表满偏时电压相近，故可将当电压表使用. 答案：A图：的示数远小于量程，无法准确读数 B图：、R1、R2都被短路
I2·r2C图：r1＝，I1、I2分别为、的示数
I1D图：、、R1被短路
9.(10分)用下列器材测量一待测电阻Rx的阻值(900～1000 Ω)：
电源E(具有一定内阻，电动势约为9.0 V)； 电压表(量程为1.5 V，内阻r1＝750 Ω)； 电压表(量程为5 V，内阻r2＝2500 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值约为100 Ω)； 单刀单掷开关S，导线若干.
1
(1)测量中要求电压表的示数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图
3
(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上连线.
(3)若电压表的示数用U1表示，电压表的示数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为： .
1
解析：(1)由于题目中要求电压表的示数不小于其量程的，所以必须采用分压式电路；而3
测量电阻Rx的值还必须知道Rx两端的电压和通过它的电流，由于电压表的内阻已知，所以可以用电压表充当电流表，可以选用下列两种中的任一种. 解析：若选用乙 丙 (2)实物连接图如图丁或戊所示.
丁 戊
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U1U2U1 (3)采用乙图，则：＝－ Rxr2r1
U1r1r2所以Rx＝
U2r1－U1r2
U1U2－U1
采用丙图，则：＝ r1Rx
U2－U1
所以Rx＝r.
U11
答案：(1)如图乙或丙所示 (2)如图丁或戊所示
U2－U1U1r1r2(3)Rx＝或Rx＝r
U11U2r1－U1r2
10.(10分)要测量一长度为L、直径为D的电阻丝的阻值.
(1)用多用电表粗测该段电阻丝的阻值.用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“ ”位置；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为 Ω.
(2)现在需要进一步精确测量该电阻丝的阻值.实验室备有下列器材： A.量程为0.6 A、内阻为0.5 Ω的电流表； B.量程为3 A、内阻为0.1 Ω的电流表； C.量程为3 V、内阻为6 kΩ的电压表； D.量程为15 V、内阻为30 kΩ的电压表； E.阻值范围为1 kΩ的滑动变阻器R1； F.阻值范围为50 Ω的滑动变阻器R2； G.蓄电池的电动势为6 V，内阻很小； H.开关一个，导线若干.
为使测量结果尽可能准确，电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 .(填仪器的代号)
若选择了最合适的器材，采用最恰当的实验电路进行实验测量，电流表的示数是I，电压表的示数是U，则该电阻丝的电阻率ρ＝ .
解析：(1)指针偏转角度太大，说明电阻值小，这时应使选择旋钮指向较小倍率，即欧姆挡的“×1”位置，多用电表欧姆挡的示数是表针示数乘以旋钮所在位置的倍率，所以电阻值为22×1 Ω＝22 Ω.
E6
(2)测量电路中的最大电流约为I＝＝A＜0.3 A，所以电流表应选择A，电压表应选择
R22
C，滑动变阻器应选择F.
UL4L由R＝和R＝ρ＝ρ2 ISπD
πD2U
联立解得：ρ＝.
4LI
πD2U
答案：(1)×1 22 (2)A C F
4LI
11.(10分)有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图甲所示.此样品的长L约为3 cm，电阻约为100 Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，且该样品的内径太小而无法直接测
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量.现提供以下实验器材：
A.20等分刻度的游标卡尺； B.螺旋测微器；
C.电流表(量程为50 mA，内阻r1＝100 Ω)； D.电流表(量程为100 mA，内阻r2约为40 Ω)； E.滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为2 A)； F.直流电源E(电动势为12 V，内阻很小)；
G.导电材料样品R2(长L约为3 cm，电阻R2约为100 Ω)； H.开关一只，导线若干.
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题： (1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L＝ mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示，其示数D＝ mm.
(2)在虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材的字母.
(3)用已知物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d(写出推导过程). 答案：(1)30.35 3.204～3.206 (2)电路如图丁所示 (3)设电流表、的示数分别为I1、I2，则： I1r1＝(I2－I1)R2
L
根据电阻定律R2＝ρ，由几何知识得：
S
22π(D－d)S＝ 4
4ρL(I2－I1)
联立解得：d＝D2－. πI1r1
12.(10分)检测一个最大阻值为5 Ω的滑动变阻器，可供使用的器材如下： A.待测滑动变阻器Rx，全电阻约为5 Ω(电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数) B.电流表(量程为0.6 A，内阻约为0.6 Ω)； C.电流表(量程为3 A，内阻约为0.12 Ω)； D.电压表(量程为15 V，内阻约为15 kΩ)； E.电压表(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)； F.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；
G.直流电源E(电动势为3 V，内阻不计)； H.游标卡尺； I.毫米刻度尺；
J.开关S、导线若干.
(1)用伏安法测定Rx的最大阻值，所选电流表为 (填“”或“”)，所选电压表为 (填“”或“”).
(2)在虚线框中画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图甲中的实物连接成测量电路.
(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式.[2007年高考·山东理综卷]
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解析：(1)电源的电动势为3 V，故电压表应选.若在待测滑动变阻器Rx两端加上3 V的
E3
电压，通过Rx的电流也仅约为0.6 A(I＝＝ A＝0.6 A)，故电流表应选. Rx5
(2)设计此题中的测量电路时，根据题中提供的可使用器材，要注意考虑两个方面的问题：①用伏安法测电阻时，电流表内外接法的选择；②将滑动变阻器接入电路时，分压式和限流式接法的选择.由于选用的电压表的内阻(约为3 kΩ)远大于待测滑动变阻器Rx的阻值(最大阻值为5 Ω)，故采用电流表外接法.由于滑动变阻器的全电阻约为20 Ω，在此题中，采用分压式或限流式接法均能满足要求完成实验，故有两种方案可供选用.(答题时选用任一种均可)
答案：(1) 方案一 (2)电路原理图和对应的实物连接图如图乙所示 (3)需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺 主要操作步骤如下：
①数出变阻器线圈缠绕的匝数n；
②用毫米刻度尺(也可以用游标卡尺)测量所有线圈的排列长度l，可得
l
电阻丝的直径d＝；
n
③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝
l
的总长度L＝nπ(D－)，也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部
n
l
分的外径D，得电阻丝的总长度L＝nπ(D＋)；
n
④重复测量三次，求出电阻丝的直径和总长度的平均值. 方案二 (2)电路原理图和对应的实物连接图如图丙所示
(3)需要的器材：游标卡尺. 主要操作步骤如下：
①数出变阻器线圈缠绕的匝数n；
②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分
D1－D2
的外径D2，可得电阻丝的直径d＝，电阻丝的总长度L
2
n
＝π(D1－D2)； 2
③重复测量三次，求出电阻丝的直径和总长度的平均值.
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第52讲 实验：把电流表改装为电压表 测定电源的电动势和内阻
(一)把电流表改装为电压表
体验成功
1.在采用半偏法来测量电流表(Ig＝100 μA，r约为100 Ω)的内阻时，准备了6 V的蓄电池和一节干电池，还有最大阻值分别为4.7 kΩ和470 kΩ的滑动变阻器.为了减小实验误差，应选用下列各组器材中的( )
A.R1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用6 V的蓄电池 B.R1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用干电池 C.R1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用干电池
D.R1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器，而电源应选用6 V的蓄电池
解析：电源的电动势越大，当电流表满偏时，电路的总电阻就越大，当闭合S2后，电路中的电流所受影响越小，误差越小.
答案：D
2.由两个相同的电流表改装成两个量程不同的电流表和，表的量程是表的2倍.下列说法正确的是( )
A.若串联起来，则两表的指针偏角θ1＜θ2，两表的示数相等
B.若串联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数 C.若并联起来，则两表的指针偏角相等，表的示数大于表的示数 D.若并联起来，则两表的指针偏角θ1＞θ2，两表的示数相等
解析：两电表串联起来时，两表头的相对关系如图甲所示，两表的示数相等，由R1＜R2可知θ1＜θ2；两电表并联起来时，两表头的相对关系如图乙所示，两表头的指针偏角相等，表的示数为表的2倍.
甲 乙
答案：AC
3.若用半偏法测得量程为100 μA的电流表的内阻为600 Ω，那么要把此电流表改装成量程为5 V的电压表时，改装的方法是和电流表 联一个阻值为 Ω的电阻.请你在图甲所示的电流表的表盘上相应的刻度处标出1 V、3 V、5 V刻度，改装后电流表刻度盘上每小格表示 V.
解析：UV＝Ig(R＋r)
解得：需串联的电阻R＝49400 Ω.
答案：(1)串 49400 如图乙所示 0.5
4.将满偏电流Ig＝300 μA、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.
(1)利用如图甲所示的电路测量电流表的内阻(图甲中电源的电动势E＝4 V)：先闭合S1，调节R，使电流表的指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表的指针
2
偏转到满刻度的，读出此时R′的阻值为200 Ω，则电流表内阻的测量值
3
Rg＝ Ω.
(2)将该表改装成量程为3 V的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R0＝ Ω的电阻.
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在虚线框中画出实验电路图并连接好图乙中的实物图.
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