2021高考物理拉分题专项训练56(Word版含答案).docx

电流表　电压表的机敏选用　
1．实际电流表有内阻，现在要测量实际电流表G1的内阻r1.供选择的仪器如下：
A．待测电流表G1(量程5 mA，内阻约300 Ω)
B．电流表G2(量程10 mA，内阻约100 Ω)
C．电压表V1(量程6 V，内阻未知)
D．电压表V2(量程15 V，内阻未知)
E．定值电阻R1(300 Ω)
F．定值电阻R2(10 Ω)
G．滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)
H．滑动变阻器R4(0～300 Ω)
I．直流电源(E＝3 V，r＝0.5 Ω)
J．电键S及导线若干
(1)请选择合适的器材设计试验电路，并把电路图画在方框中(图中标明所选器材)．

(2)依据测量所得物理量可知，电流表G1的内阻表达式为r1＝________.
解析　(1)电流表G1两端的最大电压大约是Um＝Imr1＝1.5 V，小于电压表V1、V2的量程的，故电流表G1的电压不能用电压表测量．用定值电阻与电流表G1并联，再和电流表G2串联，由电流表G1和定值电阻的电压相等就可求出电流表G1的内阻了．由于电流表G1和定值电阻的电流大致相等，故其阻值大致相等，故定值电阻选择R1，滑动变阻器选择阻值较小的R4，便利调整．电路图如答案图所示．(2)由电流表G1和定值电阻的电压相等有I1r1＝(I2－I1)R1，得r1＝.
答案　(1)如图所示

(2)
2．要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2 V，内阻约为2 kΩ.试验室供应的器材有：
电流表A，量程0.6 A，内阻约0.1 Ω；
电压表V2，量程5 V，内阻约5 kΩ；
定值电阻R1，阻值30 Ω；
定值电阻R2，阻值3 kΩ；
滑动变阻器R3，最大阻值100 Ω，额定电流1.5 A；
电源E，电动势6 V，内阻约0.5 Ω；
开关S一个，导线若干．
(1)有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV.该方案实际上不行行，其最主要的缘由是_______________________________________．

图1
(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的试验电路．要求测量尽量精确     ，试验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试在图1中画出符合要求的试验电路图(图中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号．
(3)由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义．
解析　(1)电流表A不能精确     测量出流过电压表V1的电流
(2)测量电压表V1内阻RV的试验电路如图所示．

(3)RV＝；U1表示V1的电压，U2表示V1和R2串联的总电压
答案　见解析
3．用以下器材测量待测电阻Rx的阻值．
待测电阻Rx，阻值约为100 Ω；
电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽视不计；
电流表A1，量程为50 mA，内电阻r1＝20 Ω；
电流表A2，量程为300 mA，内电阻r2约为4 Ω；
定值电阻R0，阻值R0＝20 Ω；
滑动变阻器R，最大阻值为10 Ω；单刀单掷开关S，导线若干．
(1)测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的，画出测量电阻Rx的试验电路原理图；
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx________.

解析　留意到电流表A2的量程大于A1的量程，要满足题中要求，可以考虑设计如图所示电路，即可依据并联电路的电压特点，得到
I1(Rx＋r1)＝(I2－I1)R0
故Rx＝R0－r1.
答案　(1)如解析图所示　(2)R0－r1
4．待测电阻Rx的阻值约为20 Ω，现要测量其阻值，试验室供应器材如下：
A．电流表A1(量程150 mA，内阻r1约为10 Ω)
B．电流表A2(量程20 mA，内阻r2＝30 Ω)
C．电压表V(量程15 V，内阻约为3 000 Ω)
D．定值电阻R0＝100 Ω
E．滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 A
F．滑动变阻器R2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 A
G．电源电动势E＝4 V(内阻不计)
H．电键S及导线若干
①为了使电表调整范围较大，测量精确     ，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的试验器材________(填写器材前对应的序号字母)．

②依据你选择的试验器材，请在虚线框内画出测量Rx的最佳试验电路图并标明元件符号．
③待测电阻的表达式为Rx＝________，式中各符号的物理意义为________________________________________________________________________．
解析　①由于电源电动势为4 V，电压表V量程为15 V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可将电流表A2与定值电阻R0串联当做电压表与电流表A1协作使用，用伏安法测量待测电阻阻值．由于改装的电压表内阻已知，故电流表A1接受外接法，改装的电压表电压量程为20 mA×130 Ω＝2.6 V，滑动变阻器最大阻值为5 Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器接受分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为0.8 A，故滑动变阻器只能选择R1，经过估算满足电表读数不得小于量程的的要求．故器材选择ABDEGH.③待测电阻Rx＝，其中I1、I2分别为电流表A1和A2的示数，R0和r2分别为定值电阻和电流表A2的内阻的阻值．
答案　①ABDEGH　②如图所示

③　I1、I2分别为A1和A2表示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值
5．有一电压表V1，其量程为3 V，内阻约为3 000 Ω，要精确     地测量该电压表的内阻，供应的试验器材有：
电源E：电动势约为15 V，内阻可忽视不计；
电流表A1：量程为0～100 mA，内阻r1＝20 Ω；
电压表V2：量程为0～2 V，内阻r2＝2 000 Ω；
定值电阻R1：阻值20 Ω；
定值电阻R2：阻值3 Ω；
滑动变阻器R0：最大阻值10 Ω，额定电流1 A；
开关S，导线若干．
(1)试验中应选用的电表是________；定值电阻应选用____________．
(2)设计一个测量电压表V1内阻的试验电路，画出原理图．
(3)说明试验所要测量的量：________.
(4)写出电压表V1内阻的计算表达式：________.
解析　电压表V1两端的电压由其读数读出，当电压表V1接入电路中时，流过它的最大电流约为I1＝×103mA＝1 mA，远小于电流表A1的量程，电流表A1不能使用，由题给试验器材只能把电压表V2当作电流表使用，流过电压表V2的最大电流为I2＝×103mA＝1 mA符合要求，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω远小于电压表V1、V2的总电阻，应接受分压式接法，滑动变阻器的额定电流为1 A，需要在电路中串联一个定值电阻作为疼惜电阻，其阻值设为Rx，由I＝可求得Rx＝－R0＝Ω＝5 Ω，定值电阻应选R1，流过电压表V1的电流等于流过电压表V2的电流，电压表V2的电流I等于它的示数U2除以它的内阻r2，所以电压表V1的内阻RV1＝＝r2，电路图如答案图所示．
答案　(1)V2　R1　(2)如图所示　(3)电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2　(4)RV1＝r2