1.将四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、.已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按如图所示的方式接入电路，则下列说法正确的是(　)

A.电流表的示数大于电流表的示数

B.电流表的偏转角小于电流表的偏转角

C.电压表的示数小于电压表的示数

D.电压表的偏转角等于电压表的偏转角

解析：本题考查电流表的改装原理及串、并联电路的特点.由于表头相同，不管是并联还是串联，流过表头的电流相同，故四个表的偏转角相同，所以选项B错误、D正确.又由于、的量程大，在相同偏转角的情况下示数大，故选项A正确、C错误.

答案：AD

4.现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9 V，允许通过的最大电流约为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R为电阻箱，阻值范围为0-9999 Ω；R₀是定值电阻，起保护电路的作用.

(1)实验室备有的定值电阻R₀有以下几种规格：

A.10 Ω， 2.5 W　　　

B.50 Ω， 1.0 W

C.200 Ω， 1.0 W　

D.2000 Ω， 5.0 W

本实验中应选用　　　.

(2)该同学将符合要求的R₀接入电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U，再改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图象.根据该同学所作的图象，可求得该电池的电动势E＝　　V，内阻r＝　　Ω.

解析：(1)此电路中保护电阻的作用是保护电源，应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流.在电阻箱R的阻值取零时，计算可得需要的保护电阻的阻值最小为180 Ω，而此电阻允许通过的最大电流为71 mA，故C项满足要求.

(2)利用图线的截距和斜率来解答.先写出实验电路中 和 的函数关系式，再作解答.过程如下：由闭合电路欧姆定律可得E＝U+r，则有＝+·.- 图象应为直线，它在纵轴上的截距是电源电动势的倒数，斜率即为内阻和电动势的比值.

答案：(1)C　(2)10　46(45-48均可)

金典练习二十六　实验：把电流表改装为电压表

　 测定电源的电动势和内阻

　 用多用电表探索黑箱内的电学元件

　 传感器的简单应用

选择题部分共4小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.

3.利用如图甲所示的电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出－R图线如图乙所示，其中R为电阻箱的示数，I为电流表的示数，不计电流表的内阻，由此可以得到E＝　　 V，r＝　　 Ω.

甲　　　　　乙

解析：取图象上两个点(0,0.5)和(4,2.5)，代入I＝，得：

E＝2r，E＝(4+r)

解得：r＝1 Ω，E＝2 V.

答案：2　1

2.为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中E是待测电池组，内阻不能忽略；、是两只量程合适的相同的电表，内阻不是很大，且未知；S₁、S₂是单刀单掷开关；导线若干.

(1)请根据电路图甲，在图乙中将器材连成实物图.

(2)实验需要测量的物理量是　

　　　　　　　.

(3)用测出的物理量，导出串联电池组电动势的表达式是：　　　.

甲　　　　　乙　

解析：(2)先闭合S₁、断开S₂，记下、的示数U，由闭合电路的欧姆定律可得：

E＝2U+r

再闭合S₂，记下的示数U′，有：

E＝U′+r

联立解得：E＝.

答案：(1)如图丙所示

　(2)S₁闭合，S₂断开时、的示数U；S₁、S₂闭合后的示数U′

(3)E＝

体验成功

1.在测定电池的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列仪器，不能达到实验目的的是(　)

A.一只电流表和一个电阻箱

B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器

C.一只电压表和一个电阻箱

D.一只电流表和一个滑动变阻器

解析：根据E＝I(R+r)，一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值，便可求E、r；一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器，改变变阻器的阻值读出两组电流、电压值，便可求E、r.根据E＝U+r，一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值，便可求E、r.选项A、B、C均可以达到实验目的.

答案：D

4.将满偏电流I_g＝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R_g＝　　 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.

[2005年高考·江苏物理卷]

解析：(1)＝

故R_g＝ Ω＝100 Ω.

(2)根据I_gR_g+I_gR₀＝3 V

解得：R₀＝9900 Ω.

(3)如图丙、丁所示.

答案：(1)100

(2)串联　9900

(3)如图丙、丁所示

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：U_V＝I_g(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

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

体验成功

1.在采用半偏法来测量电流表(I_g＝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

12.如图甲所示，真空室中电极K发出的电子(初速度不计)经过U₀＝1000 V的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入.A、B板长l＝0.20 m，相距d＝0.020 m，加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u－t图象如图乙所示.设A、B间电场可看做是匀强电场，且两板外无电场.在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视做恒定的.两板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极板右端相距b＝0.15 m，圆筒绕其竖直轴匀速转动，周期T＝0.20 s，筒的周长s＝0.20 m，筒能接收到通过A、B板的全部电子.

(1)以t＝0时(如图乙所示，此时u＝0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xOy坐标系的原点O，并取y轴竖直向上.试计算电子打到记录纸上最高点的x坐标和y坐标.(不计重力作用)

(2)在图丙中给出的坐标纸上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图象.

解析：(1)计算电子打到记录纸上的最高点的坐标.

设v₀为电子沿A、B板的中心线射入电场时的初速度，则：mv＝eu

电子在中心线方向的运动为匀速运动，设电子穿过A、B板的时间为t₀，则l＝v₀t₀

电子在垂直A、B板方向做匀加速直线运动.对于恰能穿过A、B板的电子，在它通过时加在两板间的电压U_C应满足：d＝t

联立解得：U_C＝U₀＝20 V

此电子从A、B板射出时沿y轴方向的分速度为：

v_y＝t₀

丁

以后，此电子做匀速直线运动，它打在记录纸上的点最高，设纵坐标为y，由图丁可得：

＝

解得：

y＝+＝2.5 cm

[注：此处也可用y＝(+b)tan θ求解]

从题给的u－t图象可知，加在两板上的电压U的周期T₀＝0.10 s，u的最大值U_m＝100 V，因为U_C＜U_m，在一个周期T₀内，只有开始的一段时间间隔Δt内有电子通过A、B板，Δt＝T₀.

因为电子打在记录纸上的最高点不止一个，根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定

第一个最高点的x坐标x₁＝s＝2 cm

第二个最高点的x坐标x₂＝·s＝12 cm

第三个最高点的x坐标x₃＝·s＝22 cm

由于记录筒的周长为20 cm，所以第三个最高点与第一个最高点重合，即电子打到记录纸上的最高点只有两个，它们的横坐标分别为2 cm和12 cm.

　答案：(1)y＝2.5 cm　x₁＝2 cm　x₂＝12 cm

(2)电子打到记录纸上所形成的图象，如图戊所示