第15讲电学、光学实验考向一电学仪器的读数及使用(综合提能)【建模型】研典题【模型】电学常用仪器的读数及使用1.模型图解:2.应用规律电流表、电压表、欧姆表的比较【角度1】毫安表改为电流表【典例1】(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,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)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R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kR的电阻即可,其中k=。【解析】(1)电流表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如图所示:(2)由标准毫安表的示数与微安表的指针位置可知,改装后的电流表量程被扩大的倍数n==100倍,则当微安表表盘达到满偏时,改装的电表量程为:250×10-3mA×100=25mA,故选项C正确。(3)根据IgRg=(I-Ig)R,可得:I=(1+)Ig,改装后的量程偏大的原因可能是原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻Rg真实值大于1200Ω,故选项A正确,B错误;改装后的量程偏大的原因还可能是定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小,故选项C正确,D错误。(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25mA,故满足IgRg=(25-Ig)R;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20mA的电流表,应满足IgRg=(20-Ig)kR,其中Ig=250μA=0.25mA,联立解得:k=。答案:(1)见解析图(2)C(3)A、C(4)【角度2】毫安表改为电压表【典例2】(2020·聊城一模)某同学想把满偏电流为1.0mA的电流表A1改装成为双量程电压表,并用改装的电表去测量某电源的电动势和内阻:(1)图甲是测量A1内阻的实验原理图,其中A2量程小于A1,先闭合开关S1,将S2拨向接点a,调节变阻器R2直至A2满偏。(2)保持R2滑片位置不动,将S2拨向接点b,调节R1,直至A2满偏,此时电阻箱旋钮位置如图乙所示,记录数据,断开S1。(3)现用电流表A1改装成0～1.5V和0～3.0V的双量程电压表,电路如图丙所示;则RA=Ω。(4)用改装后的电压表的0～1.5V挡接在待测电源(内阻较大)两端时,电压表的示数为1.00V;换用0～3.0V挡测量,示数为1.20V;则电源的电动势E为V,内阻r为Ω。(5)将上述电源与两个完全相同的元件x连接成电路图丁,x元件的伏安特性曲线如图戊;则通过x元件的工作电流为mA。【解析】(3)根据(1)和(2)的步骤描述,保持滑动变阻器不变,两次均使A2满偏,所以A1的阻值与变阻箱R1的阻值相等,即RA1=R1=10.0Ω,根据串联分压的规律解得RA=1490Ω。(4)电压表示数为1V时,A1示数为×1mA=mA,当电压表示数为1.2V时,A1示数为×1mA=mA,则根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知E=1V+×10-3mA·r,E=1.2V+×10-3mA·r,解得E=1.5V,r=750Ω。(5)根据电路可知两元件串联,所以流过x元件的电流相同,将闭合电路欧姆定律写作E=2U+Ir整理得U=结合数据在戊图中作出对应的I-U图线图中交点即为通过x的电流,即0.80mA。答案:(3)1490(4)1.5750(5)0.80(0.75～0.85都算正确)【角度3】电流表改装成欧姆表【典例3】(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0～99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计。将图甲中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω,滑动变阻器