电学专题实验——《电表的改装》专项提升
一、典型例题 方法赏析
1．（2024高二下·重庆市月考） 某实验小组欲将电流表G（量程为0~3mA）改装为欧姆表。实验器材如下：
电动势为的干电池1节、滑动变阻器（阻值范围为）。将它们按如图甲所示连接。
（1）将图甲中接线柱 （填“P”或“Q”）接红表笔。
（2）将图甲中P、Q两接线柱短接，调节滑动变阻器使电流表G满偏，则欧姆表的内阻 。
（3）保持滑动变阻器不动，在P、Q间接入一电阻，电流表示数如图乙所示，此电阻的阻值为 。
2．（2024·柳州模拟） 某同学在实验室先将一满偏电流、内阻的微安表G改装成量程为0~1mA的电流表，再将改装好的电流表改装成具有两个量程的电压表（如图虚线框内），其中一个较大的量程为0~3V。然后利用一个标准电压表，根据如图所示电路对改装后的电压表进行校准。已知、、均为定值电阻，其中。
（1）闭合开关S前，应将滑片P调至 端（选填“M”、“N”）。
（2）定值电阻的阻值 ， 。
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，电压表的量程为 V。
3．（2024·遵义模拟） 某兴趣小组修复一个量程为的电压表，操作过程如下：
（1）将电压表底座拆开后，展示其内部结构如图甲所示，图中是该表的3个接线柱，根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 （填“”或“”）。
（2）取出表头G发现表头完好，并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（3）测量表头G的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（填“e”或“f”），先闭合开关，调节 ，直至表头G指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时电阻箱的示数为，则表头G的内阻为 Ω。
（4）经检测除损坏以外，其余元件均完好，要修复该电压表，需用 Ω电阻替换。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻比实际值 。（填“偏大”或“偏小”）
4．（2024高二下·邵东期中） 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，和是定值电阻。利用和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为量程为3V的电压表。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选 ， 。
（2）用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近 端（填“A”或“B”）。
（3）若表头G内阻的真实值小于，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比 （填“偏大”或“偏小”）。
二、夯实基础 提升能力
5．（2024高三上·茂名一模）国家出台政策严整酒驾醉驾的乱象，酒精浓度介于为酒驾，达到或以上为醉驾.某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器的电阻随酒精浓度的变化规律如图10（a）所示.酒精浓度测试仪的调试电路如图10（b）所示.提供的器材有：
A.酒精传感器
B.直流电源（电动势为，内阻不计）
C.电压表（量程为，内阻非常大）
D.电阻箱（最大阻值为）
E.定值电阻R（阻值为）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
图10
（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向 （选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 （保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （选填“变大”或“变小”），按照图10（a）数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用.
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为，则测量的酒精浓度 （选填“有”或“没有”）达到醉驾标准.
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
6．（2024高三下·湖南模拟） 小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电流表，对改装后的毫安表进行检测。
（1）为测量出微安表 G 电阻，小朗同学设计了如图（a）所示电路，器材如下：
A电源E1（电动势1.5V，内阻很小）
B电源E2（电动势6.0 V，内阻很小）
C滑动变阻器Ra（阻值0~2000Ω）
D滑动变阻器 Rb（阻值0~15000Ω）
E电阻箱R2（阻值0~600Ω）
F开关两个，导线若干
为提高测量精度，电源E和滑动变阻器R1应该选择____。
A．电源E1和滑动变阻器Ra B．电源E2和滑动变阻器Ra
C．电源E1和滑动变阻器Rb D．电源E2和滑动变阻器Rb
（2）该实验操作的步骤有：
A按图（a）电路原理图连接线路；
B将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度；
C保持 R1不变，再接通S2，调节电阻R2，使电流表G指针偏转到满刻度的一半，读出R2的阻值为400Ω，即认为Rg=R2，用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”或“相等”）；
（3）若忽略实验的误差，现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表，则改装的电表量程为 mA；
（4）根据图（b）所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为1.6mA时，改装表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的实际量程是 mA；
（5）要达到（3）的预期目的，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 Ω的电阻即可。
7．（2024高三上·大同期末）某同学将一量程为1mA的毫安表改装成量程为0.6A的电流表。先将电阻丝与该毫安表并联进行改装，根据标示每1cm电阻丝的电阻为，然后选用合适的电源、滑动变阻器、定值电阻、开关S和标准电流表对改装后的电表进行检测，设计的电路如图所示。
（1）该毫安表铭牌标示的内阻为，据此计算电阻丝接入的长度应为 cm（结果保留1位有效数字）。
（2）按照电路图连接电路，开关闭合前，的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端。
（3）开关闭合后，调节的滑片位置，毫安表有示数，但电流表示数变化不显著，故障原因可能是____（填选项前的字母）。
A．断路 B．短路
（4）排除故障后，调节的滑片位置，当标准电流表的示数为0.42A时，毫安表的示数为0.60mA，由此可推测出改装的电流表量程 （填“是”或“不是”）预期值。
8．（2024高二上·上党期末）如图所示，为某物理兴趣小组改装电流表的电路。已知毫安表表头内阻为60Ω，满偏电流为2mA，R1和R2为定值电阻。若毫安表可改装成量程为4mA和15mA的电流表，则：
（1）图中表笔A应为 色（选填“红”或“黑”）。
（2）选择开关S与 （选填“a”或“b”）端相接时，电流表的量程为15mA。
（3）由题给出的条件和数据，可以求出R1＝ Ω，R2＝ Ω。
（4）若表头标记的内阻不准，造成改装后的电流表示数比标准电流表示数偏小，则表头内阻的真实值应 （选填“大于”或“小于”）60Ω
三、思维提升 创新应用
9．（2023高三下·安顺模拟） 某同学要将一量程为3mA的毫安表改装为量程为3V的电压表，该同学测得毫安表内阻为300Ω，经计算后将一阻值为的电阻与毫安表连接进行改装。然后利用一标准电压表，根据图（a）所示电路对改装后的电压表进行检测（虚线框内是改装后的电压表）。
（1）根据题给条件， Ω。
（2）根据图（a），将（b）中的实物连接补充完整 。
（3）当标准电压表的示数为2.0V时，毫安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出，改装后电压表的量程不是预期值，而是 V（保留2位有效数字）。
（4）改装的电压表量程不是预期值，原因可能是____。（填正确答案标号）
A．毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300Ω
B．毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300Ω
C．值计算错误，接入的电阻偏小
D．值计算错误，接入的电阻偏大
（5）经检查，值计算正确，且接入电路的值无误，则毫安表的内阻为 Ω。（保留3位有效数字）
10．（2023高二上·怀仁月考）某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表．
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式 （用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是： （回答一条即可）；
图甲 图乙 图丙
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为 ．
11．（2023·深圳模拟）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A．电流表（量程为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻约为）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．定值电阻（阻值为）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
（1）图甲中的电阻应选用 （填“C”或“D”）。
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线。
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，将对应的数据在坐标系中描点，作出图像如图丙所示，的内阻为 （结果保留三位有效数字）。
（4）给串联一个阻值为 （结果保留三位有效数字）的定值电阻，可将改装成量程为的电压表V。
（5）用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为 V（结果保留三位有效数字）。
12．（2023高二下·湖北期中）某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）
A．滑动变阻器R1（0~1kΩ）；
B．滑动变阻器R2（0~10kΩ）；
C．电阻箱R（0~9999.9Ω）；
D．电源E1（电动势约为1.5V）；
E.电源E2（电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：
①按电路原理图a连接电路；
②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置；
④记下电阻箱的阻值
回答下列问题：
（1）为减小实验误差，实验中电源应选用 （填器材前的字母），滑动变阻器应选用 （填器材前的字母）；
（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg= Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg （填“＞”“=”或“＜”）Rg'；
（3）若按照第（2）问测算的Rg，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k= ；
（4）若用该电流表量程3mA，内阻按照第（2）问测算的Rg按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻Rx的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻Rx实际阻值相比较 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
13．（2023高三上·成都月考）要测一个待测电阻丝（约为）的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电源E：电动势12V，内阻不计；
B.电流表A：量程0~15mA，内阻为；
C.电压表V：量程0~10V，内阻约为；
D.滑动变阻器：最大阻值，额定电流0.5A；
E.滑动变阻器：最大阻值，额定电流0.1A；
F.定值电阻；
G.定值电阻；
H.定值电阻；
L.电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量的阻值，并测量出多组数据。请回答下面问题：
（1）分别用游标卡尺、螺旋测微器测出电阻丝的长度L和直径D，读数如下图所示， mm， mm。
（2）为了在实验时能获得更大的测量范围，实验中滑动变阻器应选 。（选填或）
（3）为了测定待测电阻上的电流，应将定值电阻 （选填或或）与电流表并联，将其改装成一个大量程的电流表。
（4）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻阻值的实验原理电路图（所有的器材必须用题中所给的符号表示） 。
（5）根据以上实验原理电路图进行实验，若电流表的示数为I，电压表的示数为U，则其电阻率的表达式为 。（使用题目中所给的字母表示）
四、直击高考 达成素养
14．（2024·安徽） 某实验小组要将电流表 G（铭牌标示：Ig=500μA，Rg=800Ω）改装成量程为 1V 和 3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图⑴所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
（1）开关S1闭合前，滑片 P 应移动到 （填“M”或“N”）端。
（2）根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1200 ，则R2的阻值应调至 。
（3）当单刀双掷开关S2与 a 连接时，电流表 G 和标准电压表 V 的示数分别为 I、U，则电流表 G 的内阻
可表示为 。（结果用 U、I、R1、R2表示）
（4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表 G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要____即可。（填正确答案标号）
A．增大电阻箱R1的阻值
B．减小电阻箱R2的阻值
C．将滑动变阻器的滑片 P 向 M 端滑动
（5）校准完成后，开关S2与 b 连接，电流表 G 的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为 V。（保留 2 位有效数字）
答案解析部分
1．【答案】（1）P
（2）500
（3）1000
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）电流从红表笔进入从黑表笔流出，所以接线柱P接红表笔；
（2）欧姆表的内阻
（3）由
电阻的阻值为
【分析】电流从红表笔进入从黑表笔流出，熟练掌握欧姆挡测电阻的原理及操作步骤，短接时，回路中只存在内电阻，接入外电阻时，回路中总电阻等于内电阻与外电阻之和，再结合闭合电路欧姆定律进行解答。
2．【答案】（1）M
（2）100；2400
（3）0.6
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）闭合开关S前，应将滑片P调至最左端，即M端。
（2）根据题意有
代入数据解得
当开关接1时，电压表的量程较大，即为0~3V，所以
代入数据解得
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，有
代入数据解得
【分析】闭合开关前，滑动变阻器应置于使电表读数最小的位置。熟练掌握电表改装的原理及计算方法。明确电路接不同开关的连接方式，再根据串并联规律及改装原理进行解答。
3．【答案】（1）
（2）无
（3）；滑动变阻器滑片；
（4）
（5）偏小
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）由欧姆定律
可知，与表头G串联的总电阻越大，电压表量程越大，故选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱是ac。
（3）为保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应调到最大，即滑动变阻器滑片应移到e端，先闭合开关，调节滑动变阻器滑片，直至表头G指针满偏。闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时认为干路电流仍为，则有
解得
（4）由（1）中分析可知，接入电路的两个接线柱是bc时，电压表的量程为0~3V，由欧姆定律可得
解得
（5）步骤（3）测量表头G的内阻时，闭合开关之后，由于回路中的总电阻减小，导致干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则测量表头G的内阻比实际值偏小。
【分析】（1）根据欧姆定律，分析选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱；（3）由保证电路安全的目的，分析闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置；由欧姆定律计算表头G的内阻；（4）分析接线柱为bc时电压表的路程，再由欧姆定律求出的阻值；（5）根据实验原理，分析实验误差。
4．【答案】（1）；
（2）A
（3）偏大
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据题意，与表头G构成1mA的电流表，则
解得
此时电流表的电阻为
然后再将其与串联改装为量程为3V的电压表，则
联立解得
（2）用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近A端，可以使电压表从零开始逐渐变大。
（3）若表头G内阻的真实值小于，则实际通过表头G的电流偏大，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比偏大。
【分析】（1）改装成电流表，表头与定值电阻并联，改装成电压表，表头与定值电阻串联；
（2）分压式电路，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P处在使并联电路短路位置，对用电器具有保护作用。
（3）若表头G内阻的真实值小于，满偏电压不变，则实际通过表头G的电流偏大。
5．【答案】（1）b；0.10；变大
（2）没有
（3）偏小
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻Rg，故应先将电阻箱调到 40.0Ω，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知Rg=40Ω时，酒精浓度为0.10mg/mL。
②逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。
（2）电压表读数为1.6V，所以
解得
通过图甲可知，此的酒精浓度为0.10mg/mL，没有达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
【分析】本实验采用替代法，先用电阻箱确定不同阻值对应的电压表示数，再将电路连接传感器，根据测量时，电压表的示数确定此时传感器的阻值，再根据图a确定此时测试者对应的酒精浓度。
6．【答案】（1）D
（2）偏小
（3）3.0
（4）3.2
（5）86.4
【知识点】电表的改装与应用
【解析】 【解答】（1）由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关 S2时认为电路中总电流不变，实际闭合开关S2后，电路总电阻变小，电路电流变大，而闭合开关 S2时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，则选用电动势较大的电源，故电源应选 E2，且滑动变阻器要能使微安表满偏，所以选择Rb。
故答案为：D。
（2）闭合 S2后，R2与Rg的并联值R并
（4）标准毫安表的示数为1.6mA时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为3.2mA。
（5）把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
当量程为3.2mA时，则有
所以
当量程为3.0mA时，则有
所以
【分析】选择仪器时在满足测量要求的同时，尽可能的减少由于读数等带来的误差影响。图a利用半偏法测量电表内阻，默认闭合开关前后回路中总电流不变，再根据实际情况结合欧姆定律及串并联规律进行误差分析。熟悉掌握电报改装的原理及电表校准的应用。
7．【答案】（1）0.5
（2）左
（3）A
（4）不是
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据串并联规律
解得
接入长度应为0.5cm。
（2）为保护测量电路，应该将滑片滑至最左端。
（3）R1短路，毫安表示数为零，R1断路，标准电流表示数接近于零。
故答案为：A。
（4）由于
故不是预期值。
【分析】根据电表改装原理及串并联规律推导得出接入电阻的阻值，在根据题意确定电阻丝的长度。为保护测量电路，闭合开关前，滑片应滑至时电路中电表读数最小的位置。短路电阻相当于导线，断路电阻相当于断开的开关。
8．【答案】（1）红
（2）a
（3）16；44
（4）大于
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据电流“红进黑出”的规律，可知表笔A应为红色。
（2）由欧姆定律可得，开关S接a时，电流表的量程为
接b时，电流表的量程为
可知选择开关S与a端相接时，表的量程大，故选择开关S与a端相接时，电流表的量程为15mA。
（3）将数据代入（2）中表达式，解得
，
（4）改装后的电流表示数比标准电流表示数偏小，流过表头的电流偏小，表头内阻偏大，即表头内阻的真实值应大于。
【分析】（1）根据电流“红进黑出”的规律，分析表笔的颜色；（2）由欧姆定律分析开关S接a和b时的量程关系；（3）由欧姆定律求解R1和R2的阻值；（4）根据电流表的改装原理分析实验误差。
9．【答案】（1）700
（2）
（3）2.4
（4）B；C
（5）100
【知识点】电表的改装与应用
【解析】 【解答】（1）将毫安表改装成电压表需要将毫安表与电阻R0串联，则有
解得
（2）实物连接如图
（3）由欧姆定律可知
解得
故改装后电压表的量程为2.4V。
（4）A、由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小。R0连入回路中的阻值为
可知若毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300Ω，则
改装后电压表量程偏大，故A错误；
B、若毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300Ω，则
改装后电压表量程偏小，故B正确；
CD、由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小，故若误差是由于R0值计算错误导致的，则R0连入电路中的阻值偏小，故C正确，D错误。
故答案为：BC。
（5）经检查，R0值计算正确，且接入电路的值无误，则R0=700Ω，由
解得
【分析】熟练掌握电表改装的原理及计算方法。连接实物图时注意导线不要相交。熟练掌握改装电表校准的原理和计算方法。改装后的电压表量程偏小，根据改装原理确定可能的原因。
10．【答案】（1）；测量毫安表内阻时，测得内阻偏大/定值电阻偏小
（2）100
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据欧姆定律可知
解得
改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，可知通过改装电压表的电流较大，出现这种现象的可能原因是测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小；
（2）由电路可知
即
结合图像的斜率可得
【分析】（1）由欧姆定律求出电阻的阻值；根据改装原理分析实验误差；（2）根据电路结构，由欧姆定律推导的表达式，再结合图像的斜率，求解毫安表的内阻。
11．【答案】（1）C
（2）
（3）300
（4）14.7
（5）15.5
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）当电流表A1、A2满偏时，A1并联的电阻约为，图甲中的电阻应选用C；
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示
（3）根据串并联电路特点和欧姆定律有，整理得，根据图像可得，代入数据解得
（4）将改装成量程为的电压表，需要串联的电阻为
（5）当的示数为时，的示数为，当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为
【分析】（1）利用电表的改装结合电流表的量程及欧姆定律可以求出电阻的选择；
（2）利用电路图进行实物图的连线；
（3）利用并联电路的电流特点结合图像斜率可以求出A1的内阻大小；
（4）利用电表的改装结合串联电路的欧姆定律可以求出串联电阻的大小；
（5）利用欧姆定律可以求出电压表的实际量程。
12．【答案】（1）E；B
（2）180；<
（3）
（4）相等
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，会产生误差；为了使得当闭合后电路总电阻变化较小，则滑动变阻器用电阻阻值较大的，这样的话要想能使毫安表能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，即采用。
（2）根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的阻值为，因认为通过电阻箱的电路等于毫安表电流的2倍，则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍，即毫安表G内阻的测量值，实际上因通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即与毫安表内阻的真实值相比
（3）当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的读数为15.0mA，则当改装表满偏时，对应的真实电流为32.0mA，即把毫安表G改装成32mA的电流表时，把毫安表G改装成30mA的电流表时，所以
（4）测量时欧姆表进行欧姆调零，表头的内阻的误差不影响欧姆表的内阻，所以，测量值等于真实值。
【分析】（1）为了减小电路的误差滑动变阻器应该选择大电阻；为了使毫安表满偏，应该使用较大电动势的电源；
（2）利用并联回路的电流特点可以求出毫安表内阻的大小，利用实际通过电阻箱的电流偏大，所以毫安表测量值偏小；
（3）利用毫安表的读数和标准电表的读数对比可以求出改装后毫安表的两次，进而可以求出电阻和k值的大小；
（4）当对欧姆表进行欧姆调零时，表头内阻不影响欧姆表内阻所以测量值等于真实值。
13．【答案】50.50；0.900；；；；
【知识点】电表的改装与应用
14．【答案】（1）M
（2）4000
（3）
（4）A
（5）0.86
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】 （1）开关S1闭合前，为保护电路，滑动变阻器应处于最大阻值处，故滑片P应移动到M端；
（2）根据要将电流表G改装成量程为1V和3V的电压表，可得，当单刀双掷开关S2与a相连时，量程为3V，根据欧姆定律有： ，代入数值解得：R2=4000Ω
（3）当单刀双掷开关S2与a连接时，根据欧姆定律有：
（4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，则改装后电压表的电流偏大，故电阻偏小，需要增大电阻，故BC错误，A正确。
故选：A。
（5）校准完成后，开关S2与b连接，此时读数为430μA，且改装后的电压表量程为1V，根据比例关系有： ，解得此示数对应的改装电压表读数U'=0.86V。
故答案为：（1）M；（2）4000；（3） ；（4）A；（5）0.86。
【分析】 （1）根据保护电路思想，滑动变阻器最开始应处于最大阻值处分析求解；
（2）根据欧姆定律结合改装的量程分析求解；
（3）根据欧姆定律，结合电路的串并联关系分析求解；
（4）根据改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，则改装后电压表的电流偏大，分析求解；
（5）根据改装的电压表量程和原表量程，按照比例关系分析求解。
电学专题实验——《电表的改装》专项提升
一、典型例题 方法赏析
1．（2024高二下·重庆市月考） 某实验小组欲将电流表G（量程为0~3mA）改装为欧姆表。实验器材如下：
电动势为的干电池1节、滑动变阻器（阻值范围为）。将它们按如图甲所示连接。
（1）将图甲中接线柱 （填“P”或“Q”）接红表笔。
（2）将图甲中P、Q两接线柱短接，调节滑动变阻器使电流表G满偏，则欧姆表的内阻 。
（3）保持滑动变阻器不动，在P、Q间接入一电阻，电流表示数如图乙所示，此电阻的阻值为 。
【答案】（1）P
（2）500
（3）1000
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）电流从红表笔进入从黑表笔流出，所以接线柱P接红表笔；
（2）欧姆表的内阻
（3）由
电阻的阻值为
【分析】电流从红表笔进入从黑表笔流出，熟练掌握欧姆挡测电阻的原理及操作步骤，短接时，回路中只存在内电阻，接入外电阻时，回路中总电阻等于内电阻与外电阻之和，再结合闭合电路欧姆定律进行解答。
2．（2024·柳州模拟） 某同学在实验室先将一满偏电流、内阻的微安表G改装成量程为0~1mA的电流表，再将改装好的电流表改装成具有两个量程的电压表（如图虚线框内），其中一个较大的量程为0~3V。然后利用一个标准电压表，根据如图所示电路对改装后的电压表进行校准。已知、、均为定值电阻，其中。
（1）闭合开关S前，应将滑片P调至 端（选填“M”、“N”）。
（2）定值电阻的阻值 ， 。
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，电压表的量程为 V。
【答案】（1）M
（2）100；2400
（3）0.6
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）闭合开关S前，应将滑片P调至最左端，即M端。
（2）根据题意有
代入数据解得
当开关接1时，电压表的量程较大，即为0~3V，所以
代入数据解得
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，有
代入数据解得
【分析】闭合开关前，滑动变阻器应置于使电表读数最小的位置。熟练掌握电表改装的原理及计算方法。明确电路接不同开关的连接方式，再根据串并联规律及改装原理进行解答。
3．（2024·遵义模拟） 某兴趣小组修复一个量程为的电压表，操作过程如下：
（1）将电压表底座拆开后，展示其内部结构如图甲所示，图中是该表的3个接线柱，根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 （填“”或“”）。
（2）取出表头G发现表头完好，并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（3）测量表头G的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（填“e”或“f”），先闭合开关，调节 ，直至表头G指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时电阻箱的示数为，则表头G的内阻为 Ω。
（4）经检测除损坏以外，其余元件均完好，要修复该电压表，需用 Ω电阻替换。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻比实际值 。（填“偏大”或“偏小”）
【答案】（1）
（2）无
（3）；滑动变阻器滑片；
（4）
（5）偏小
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）由欧姆定律
可知，与表头G串联的总电阻越大，电压表量程越大，故选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱是ac。
（3）为保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应调到最大，即滑动变阻器滑片应移到e端，先闭合开关，调节滑动变阻器滑片，直至表头G指针满偏。闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时认为干路电流仍为，则有
解得
（4）由（1）中分析可知，接入电路的两个接线柱是bc时，电压表的量程为0~3V，由欧姆定律可得
解得
（5）步骤（3）测量表头G的内阻时，闭合开关之后，由于回路中的总电阻减小，导致干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则测量表头G的内阻比实际值偏小。
【分析】（1）根据欧姆定律，分析选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱；（3）由保证电路安全的目的，分析闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置；由欧姆定律计算表头G的内阻；（4）分析接线柱为bc时电压表的路程，再由欧姆定律求出的阻值；（5）根据实验原理，分析实验误差。
4．（2024高二下·邵东期中） 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，和是定值电阻。利用和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为量程为3V的电压表。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选 ， 。
（2）用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近 端（填“A”或“B”）。
（3）若表头G内阻的真实值小于，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）；
（2）A
（3）偏大
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据题意，与表头G构成1mA的电流表，则
解得
此时电流表的电阻为
然后再将其与串联改装为量程为3V的电压表，则
联立解得
（2）用量程为3V、内阻为的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近A端，可以使电压表从零开始逐渐变大。
（3）若表头G内阻的真实值小于，则实际通过表头G的电流偏大，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比偏大。
【分析】（1）改装成电流表，表头与定值电阻并联，改装成电压表，表头与定值电阻串联；
（2）分压式电路，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P处在使并联电路短路位置，对用电器具有保护作用。
（3）若表头G内阻的真实值小于，满偏电压不变，则实际通过表头G的电流偏大。
二、夯实基础 提升能力
5．（2024高三上·茂名一模）国家出台政策严整酒驾醉驾的乱象，酒精浓度介于为酒驾，达到或以上为醉驾.某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器的电阻随酒精浓度的变化规律如图10（a）所示.酒精浓度测试仪的调试电路如图10（b）所示.提供的器材有：
A.酒精传感器
B.直流电源（电动势为，内阻不计）
C.电压表（量程为，内阻非常大）
D.电阻箱（最大阻值为）
E.定值电阻R（阻值为）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
图10
（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向 （选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 （保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （选填“变大”或“变小”），按照图10（a）数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用.
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为，则测量的酒精浓度 （选填“有”或“没有”）达到醉驾标准.
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
【答案】（1）b；0.10；变大
（2）没有
（3）偏小
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻Rg，故应先将电阻箱调到 40.0Ω，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知Rg=40Ω时，酒精浓度为0.10mg/mL。
②逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。
（2）电压表读数为1.6V，所以
解得
通过图甲可知，此的酒精浓度为0.10mg/mL，没有达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
【分析】本实验采用替代法，先用电阻箱确定不同阻值对应的电压表示数，再将电路连接传感器，根据测量时，电压表的示数确定此时传感器的阻值，再根据图a确定此时测试者对应的酒精浓度。
6．（2024高三下·湖南模拟） 小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电流表，对改装后的毫安表进行检测。
（1）为测量出微安表 G 电阻，小朗同学设计了如图（a）所示电路，器材如下：
A电源E1（电动势1.5V，内阻很小）
B电源E2（电动势6.0 V，内阻很小）
C滑动变阻器Ra（阻值0~2000Ω）
D滑动变阻器 Rb（阻值0~15000Ω）
E电阻箱R2（阻值0~600Ω）
F开关两个，导线若干
为提高测量精度，电源E和滑动变阻器R1应该选择____。
A．电源E1和滑动变阻器Ra B．电源E2和滑动变阻器Ra
C．电源E1和滑动变阻器Rb D．电源E2和滑动变阻器Rb
（2）该实验操作的步骤有：
A按图（a）电路原理图连接线路；
B将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度；
C保持 R1不变，再接通S2，调节电阻R2，使电流表G指针偏转到满刻度的一半，读出R2的阻值为400Ω，即认为Rg=R2，用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”或“相等”）；
（3）若忽略实验的误差，现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表，则改装的电表量程为 mA；
（4）根据图（b）所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为1.6mA时，改装表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的实际量程是 mA；
（5）要达到（3）的预期目的，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 Ω的电阻即可。
【答案】（1）D
（2）偏小
（3）3.0
（4）3.2
（5）86.4
【知识点】电表的改装与应用
【解析】 【解答】（1）由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关 S2时认为电路中总电流不变，实际闭合开关S2后，电路总电阻变小，电路电流变大，而闭合开关 S2时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，则选用电动势较大的电源，故电源应选 E2，且滑动变阻器要能使微安表满偏，所以选择Rb。
故答案为：D。
（2）闭合 S2后，R2与Rg的并联值R并
（4）标准毫安表的示数为1.6mA时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为3.2mA。
（5）把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
当量程为3.2mA时，则有
所以
当量程为3.0mA时，则有
所以
【分析】选择仪器时在满足测量要求的同时，尽可能的减少由于读数等带来的误差影响。图a利用半偏法测量电表内阻，默认闭合开关前后回路中总电流不变，再根据实际情况结合欧姆定律及串并联规律进行误差分析。熟悉掌握电报改装的原理及电表校准的应用。
7．（2024高三上·大同期末）某同学将一量程为1mA的毫安表改装成量程为0.6A的电流表。先将电阻丝与该毫安表并联进行改装，根据标示每1cm电阻丝的电阻为，然后选用合适的电源、滑动变阻器、定值电阻、开关S和标准电流表对改装后的电表进行检测，设计的电路如图所示。
（1）该毫安表铭牌标示的内阻为，据此计算电阻丝接入的长度应为 cm（结果保留1位有效数字）。
（2）按照电路图连接电路，开关闭合前，的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端。
（3）开关闭合后，调节的滑片位置，毫安表有示数，但电流表示数变化不显著，故障原因可能是____（填选项前的字母）。
A．断路 B．短路
（4）排除故障后，调节的滑片位置，当标准电流表的示数为0.42A时，毫安表的示数为0.60mA，由此可推测出改装的电流表量程 （填“是”或“不是”）预期值。
【答案】（1）0.5
（2）左
（3）A
（4）不是
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据串并联规律
解得
接入长度应为0.5cm。
（2）为保护测量电路，应该将滑片滑至最左端。
（3）R1短路，毫安表示数为零，R1断路，标准电流表示数接近于零。
故答案为：A。
（4）由于
故不是预期值。
【分析】根据电表改装原理及串并联规律推导得出接入电阻的阻值，在根据题意确定电阻丝的长度。为保护测量电路，闭合开关前，滑片应滑至时电路中电表读数最小的位置。短路电阻相当于导线，断路电阻相当于断开的开关。
8．（2024高二上·上党期末）如图所示，为某物理兴趣小组改装电流表的电路。已知毫安表表头内阻为60Ω，满偏电流为2mA，R1和R2为定值电阻。若毫安表可改装成量程为4mA和15mA的电流表，则：
（1）图中表笔A应为 色（选填“红”或“黑”）。
（2）选择开关S与 （选填“a”或“b”）端相接时，电流表的量程为15mA。
（3）由题给出的条件和数据，可以求出R1＝ Ω，R2＝ Ω。
（4）若表头标记的内阻不准，造成改装后的电流表示数比标准电流表示数偏小，则表头内阻的真实值应 （选填“大于”或“小于”）60Ω
【答案】（1）红
（2）a
（3）16；44
（4）大于
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据电流“红进黑出”的规律，可知表笔A应为红色。
（2）由欧姆定律可得，开关S接a时，电流表的量程为
接b时，电流表的量程为
可知选择开关S与a端相接时，表的量程大，故选择开关S与a端相接时，电流表的量程为15mA。
（3）将数据代入（2）中表达式，解得
，
（4）改装后的电流表示数比标准电流表示数偏小，流过表头的电流偏小，表头内阻偏大，即表头内阻的真实值应大于。
【分析】（1）根据电流“红进黑出”的规律，分析表笔的颜色；（2）由欧姆定律分析开关S接a和b时的量程关系；（3）由欧姆定律求解R1和R2的阻值；（4）根据电流表的改装原理分析实验误差。
三、思维提升 创新应用
9．（2023高三下·安顺模拟） 某同学要将一量程为3mA的毫安表改装为量程为3V的电压表，该同学测得毫安表内阻为300Ω，经计算后将一阻值为的电阻与毫安表连接进行改装。然后利用一标准电压表，根据图（a）所示电路对改装后的电压表进行检测（虚线框内是改装后的电压表）。
（1）根据题给条件， Ω。
（2）根据图（a），将（b）中的实物连接补充完整 。
（3）当标准电压表的示数为2.0V时，毫安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出，改装后电压表的量程不是预期值，而是 V（保留2位有效数字）。
（4）改装的电压表量程不是预期值，原因可能是____。（填正确答案标号）
A．毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300Ω
B．毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300Ω
C．值计算错误，接入的电阻偏小
D．值计算错误，接入的电阻偏大
（5）经检查，值计算正确，且接入电路的值无误，则毫安表的内阻为 Ω。（保留3位有效数字）
【答案】（1）700
（2）
（3）2.4
（4）B；C
（5）100
【知识点】电表的改装与应用
【解析】 【解答】（1）将毫安表改装成电压表需要将毫安表与电阻R0串联，则有
解得
（2）实物连接如图
（3）由欧姆定律可知
解得
故改装后电压表的量程为2.4V。
（4）A、由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小。R0连入回路中的阻值为
可知若毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300Ω，则
改装后电压表量程偏大，故A错误；
B、若毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300Ω，则
改装后电压表量程偏小，故B正确；
CD、由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小，故若误差是由于R0值计算错误导致的，则R0连入电路中的阻值偏小，故C正确，D错误。
故答案为：BC。
（5）经检查，R0值计算正确，且接入电路的值无误，则R0=700Ω，由
解得
【分析】熟练掌握电表改装的原理及计算方法。连接实物图时注意导线不要相交。熟练掌握改装电表校准的原理和计算方法。改装后的电压表量程偏小，根据改装原理确定可能的原因。
10．（2023高二上·怀仁月考）某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表．
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式 （用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是： （回答一条即可）；
图甲 图乙 图丙
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为 ．
【答案】（1）；测量毫安表内阻时，测得内阻偏大/定值电阻偏小
（2）100
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据欧姆定律可知
解得
改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，可知通过改装电压表的电流较大，出现这种现象的可能原因是测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小；
（2）由电路可知
即
结合图像的斜率可得
【分析】（1）由欧姆定律求出电阻的阻值；根据改装原理分析实验误差；（2）根据电路结构，由欧姆定律推导的表达式，再结合图像的斜率，求解毫安表的内阻。
11．（2023·深圳模拟）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A．电流表（量程为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻约为）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．定值电阻（阻值为）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
（1）图甲中的电阻应选用 （填“C”或“D”）。
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线。
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，将对应的数据在坐标系中描点，作出图像如图丙所示，的内阻为 （结果保留三位有效数字）。
（4）给串联一个阻值为 （结果保留三位有效数字）的定值电阻，可将改装成量程为的电压表V。
（5）用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为 V（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）C
（2）
（3）300
（4）14.7
（5）15.5
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）当电流表A1、A2满偏时，A1并联的电阻约为，图甲中的电阻应选用C；
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示
（3）根据串并联电路特点和欧姆定律有，整理得，根据图像可得，代入数据解得
（4）将改装成量程为的电压表，需要串联的电阻为
（5）当的示数为时，的示数为，当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为
【分析】（1）利用电表的改装结合电流表的量程及欧姆定律可以求出电阻的选择；
（2）利用电路图进行实物图的连线；
（3）利用并联电路的电流特点结合图像斜率可以求出A1的内阻大小；
（4）利用电表的改装结合串联电路的欧姆定律可以求出串联电阻的大小；
（5）利用欧姆定律可以求出电压表的实际量程。
12．（2023高二下·湖北期中）某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）
A．滑动变阻器R1（0~1kΩ）；
B．滑动变阻器R2（0~10kΩ）；
C．电阻箱R（0~9999.9Ω）；
D．电源E1（电动势约为1.5V）；
E.电源E2（电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：
①按电路原理图a连接电路；
②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置；
④记下电阻箱的阻值
回答下列问题：
（1）为减小实验误差，实验中电源应选用 （填器材前的字母），滑动变阻器应选用 （填器材前的字母）；
（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg= Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg （填“＞”“=”或“＜”）Rg'；
（3）若按照第（2）问测算的Rg，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k= ；
（4）若用该电流表量程3mA，内阻按照第（2）问测算的Rg按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻Rx的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻Rx实际阻值相比较 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）E；B
（2）180；<
（3）
（4）相等
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，会产生误差；为了使得当闭合后电路总电阻变化较小，则滑动变阻器用电阻阻值较大的，这样的话要想能使毫安表能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，即采用。
（2）根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的阻值为，因认为通过电阻箱的电路等于毫安表电流的2倍，则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍，即毫安表G内阻的测量值，实际上因通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即与毫安表内阻的真实值相比
（3）当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的读数为15.0mA，则当改装表满偏时，对应的真实电流为32.0mA，即把毫安表G改装成32mA的电流表时，把毫安表G改装成30mA的电流表时，所以
（4）测量时欧姆表进行欧姆调零，表头的内阻的误差不影响欧姆表的内阻，所以，测量值等于真实值。
【分析】（1）为了减小电路的误差滑动变阻器应该选择大电阻；为了使毫安表满偏，应该使用较大电动势的电源；
（2）利用并联回路的电流特点可以求出毫安表内阻的大小，利用实际通过电阻箱的电流偏大，所以毫安表测量值偏小；
（3）利用毫安表的读数和标准电表的读数对比可以求出改装后毫安表的两次，进而可以求出电阻和k值的大小；
（4）当对欧姆表进行欧姆调零时，表头内阻不影响欧姆表内阻所以测量值等于真实值。
13．（2023高三上·成都月考）要测一个待测电阻丝（约为）的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电源E：电动势12V，内阻不计；
B.电流表A：量程0~15mA，内阻为；
C.电压表V：量程0~10V，内阻约为；
D.滑动变阻器：最大阻值，额定电流0.5A；
E.滑动变阻器：最大阻值，额定电流0.1A；
F.定值电阻；
G.定值电阻；
H.定值电阻；
L.电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量的阻值，并测量出多组数据。请回答下面问题：
（1）分别用游标卡尺、螺旋测微器测出电阻丝的长度L和直径D，读数如下图所示， mm， mm。
（2）为了在实验时能获得更大的测量范围，实验中滑动变阻器应选 。（选填或）
（3）为了测定待测电阻上的电流，应将定值电阻 （选填或或）与电流表并联，将其改装成一个大量程的电流表。
（4）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻阻值的实验原理电路图（所有的器材必须用题中所给的符号表示） 。
（5）根据以上实验原理电路图进行实验，若电流表的示数为I，电压表的示数为U，则其电阻率的表达式为 。（使用题目中所给的字母表示）
【答案】50.50；0.900；；；；
【知识点】电表的改装与应用
四、直击高考 达成素养
14．（2024·安徽） 某实验小组要将电流表 G（铭牌标示：Ig=500μA，Rg=800Ω）改装成量程为 1V 和 3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图⑴所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。
（1）开关S1闭合前，滑片 P 应移动到 （填“M”或“N”）端。
（2）根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1200 ，则R2的阻值应调至 。
（3）当单刀双掷开关S2与 a 连接时，电流表 G 和标准电压表 V 的示数分别为 I、U，则电流表 G 的内阻
可表示为 。（结果用 U、I、R1、R2表示）
（4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表 G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要____即可。（填正确答案标号）
A．增大电阻箱R1的阻值
B．减小电阻箱R2的阻值
C．将滑动变阻器的滑片 P 向 M 端滑动
（5）校准完成后，开关S2与 b 连接，电流表 G 的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为 V。（保留 2 位有效数字）
【答案】（1）M
（2）4000
（3）
（4）A
（5）0.86
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】 （1）开关S1闭合前，为保护电路，滑动变阻器应处于最大阻值处，故滑片P应移动到M端；
（2）根据要将电流表G改装成量程为1V和3V的电压表，可得，当单刀双掷开关S2与a相连时，量程为3V，根据欧姆定律有： ，代入数值解得：R2=4000Ω
（3）当单刀双掷开关S2与a连接时，根据欧姆定律有：
（4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，则改装后电压表的电流偏大，故电阻偏小，需要增大电阻，故BC错误，A正确。
故选：A。
（5）校准完成后，开关S2与b连接，此时读数为430μA，且改装后的电压表量程为1V，根据比例关系有： ，解得此示数对应的改装电压表读数U'=0.86V。
故答案为：（1）M；（2）4000；（3） ；（4）A；（5）0.86。
【分析】 （1）根据保护电路思想，滑动变阻器最开始应处于最大阻值处分析求解；
（2）根据欧姆定律结合改装的量程分析求解；
（3）根据欧姆定律，结合电路的串并联关系分析求解；
（4）根据改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，则改装后电压表的电流偏大，分析求解；
（5）根据改装的电压表量程和原表量程，按照比例关系分析求解。
