2021年高考物理一轮复习考点过关检测题—11.14实验：电压表和电流表内阻的测量

2021年高考物理一轮复习考点过关检测题 11.14 实验：电压表和电流表内阻的测量

1．有一电压表V1，其量程为3V，内阻约为3000Ω，要准确地测量该电压表的内阻，提供的实验器材有：

电源E：电动势约为15V，内阻可忽略不计； 电流表A1：量程为0~100mA，内阻r120Ω； 电压表V2：量程为0~2V，内阻r22000Ω； 定值电阻R1：阻值20Ω； 定值电阻R2：阻值3Ω；

滑动变阻器R0：最大阻值10Ω，额定电流1A； 开关S，导线若干。

（1）实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内阻的实验电路，在答题卡虚线框内画出原理图。

（3）实验需要测量的量是__________。

（4）电压表V1内阻的计算表达式为__________。

2．要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ。实验室提供的器材有： 电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω： 电压表V2，量程5V，内阻约5kΩ； 定值电阻R1，阻值30Ω； 定值电阻R2，阻值为3kΩ；

滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A： 电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω： 开关S一个，导线若干。

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(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。该方案实际上不可行，其最主要的原因是：____________；

(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的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号。

(3)由(2)间的电路设计写出V1内阻RV的表达方式RV=________，并说明式中各测量量的物理意义。（________）

3．某校实验兴趣小组在实验室测量电压表的内阻。

(1)该小组先用欧姆表的“1k”挡粗测电压表内阻，示数如图甲所示，则该电压表的内阻约为______Ω，测量时欧姆表的黑表笔要与待测电压表的______（选填“”或“”）接线柱相连。

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(2)为了更准确测量该电压表的内阻，实验室提供了下面实验器材： A．待测电压表V1（量程3V）

B．电压表V2（量程9V，内阻约为9kΩ）

C．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω，额定电流为1A） D．定值电阻R0（阻值为12kΩ） E．电源（电动势为9V，内阻约为1Ω） F．开关一个、导线若干

①根据提供的实验器材，在方框内画出实验电路图； ②将实物连接补画完整；

③实验中将电压表V1和电压表V2的读数分别记为U1和U2，改变滑片位置，记录多组U1和U2的值，并作出U2U1关系图像如图丙所示，图线为倾斜直线，其斜率k3.0，则电压表V1内阻的测量值为______。

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4．现要测量某一电压表的内阻．给定的器材如下：

器材（代号） 待测电压表V1 电压表V2 电流表（A） 三个固定电阻 滑动变阻器（R4） 滑动变阻器（R5） 电源E 开关（S）、导线若干 要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半．

（1）从3个固定电阻中只选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在答题纸的虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）

规格 量程1V，内阻约为10k （待测） 量程3V，内阻Rv2=6k 量程0.6A，内阻约为10 R1=1000，R2=3000，R3=10000 最大电阻为100 最大电阻为10 电动势6V，最大允许电流200mA

（2）写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义______． （3）用（2）中记录的数据表示待测电压表内阻RV1的公式为RV1=_____．

5．现要较准确地测量量程为0 ~ 3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻RV，实验室提供的器材如下： 电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω） 电流表A2（量程0～1mA，内阻约100Ω） 电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）； 定值电阻R1（阻值200Ω）； 定值电阻R2（阻值2kΩ）；

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滑动变阻器R3（最大阻值100Ω，最大电流1.5A） 电源E1（电动势6V，内阻约0.5Ω） 电源E2（电动势3V，内阻约0.5Ω）； 开关S，导线若干

(1)选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。

在图甲的电路中，电源选择E1，则定值电阻R应该选择__________；在图乙的电路中，电源选择E2，电流表应该选择___________。（填写对应器材的符号）

(2)根据图甲电路，多次测量得到多组电手表V1和V2的读数U1、U2，用描点法得到U1-U2图象，若图象的斜率为k1，定值电阻的阻值为R，则电压表V1的内阻RV= ______________；根据图乙电路，多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1'、I，用描点法得到可U1′-I图象，若图象的斜率为k2，则电压表V1的内阻RV′= ______________。（用题中所给字母表示）

(3)从实验中各电表读数对测量精度影响的角度分析，用图_________（填“甲”或“乙”）电路较好。 6．一实验小组要测量电压表V1的内阻，实验室提供如下器材∶ A．待测电压表V1（量程为0~ 2V，内阻约2kΩ） B．标准电压表V2（量程为0~ 9V，内阻约4kΩ） C．滑动变阻器R1（阻值范围∶0~ 10Ω） D．定值电阻R2=20Ω E.定值电阻R3 =5.0kΩ

F.直流电源（内阻约1Ω，电动势为12V） G.开关、导线若干

(1)为使实验结果尽可能准确，除待测电压表、直流电源、滑动变阻器、开关和导线之外，该实验小组还选取了标准电压表V2和一个定值电阻，定值电阻选_______（填器材前面的序号）。

(2)某同学按所给的器材完成了供电部分的电路设计，通过S2切换分压接法与限流接法。请将图中剩下电路的连线补充完整______；当S2断开时，电路为_____接法；为确保电路安全，测量时，开关S2应处于_____________状态。

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(3)根据选用的器材，待测电压表V1的读数为U1，定值电阻阻值为R，标准电压表V2的读数为U2，由此得出，待测电压表内阻的表达式为______。

7．某研究小组要测量电压表V1的内阻r1，要求方法简洁，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材：

A．电压表（V1）：量程3V，内阻r1待测（约2000Ω） B．电压表（V2）：量程6V，内阻r2＝4000Ω C．电流表（A1）：量程0.6A，内阻r4约为0.05Ω D．滑动变阻器（R0）：总电阻约50Ω E.电源（E）：电动势15V，内阻很小 F.电键（S）、导线若干

(1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在答题纸上相应位置画出电路图，标明所用器材的符号；

(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表V1的内阻r1的表达式，即：r1＝______。 8．实验室提供有如下器材：

A．电压表V1：量程9V，内阻r1约4.5kΩ（待测） B．电压表V2：量程2V，内阻r2=4kΩ C．电流表A：量程3A，内阻RA约0.2Ω D．定値电阻R1：阻値R1=1.2kΩ E.定値电阻R2：阻値R2=2Ω F.滑动变阻器R：阻値约0~10Ω

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G.电源：电动势约12V，内阻约0.5Ω H.单刀单掷开关1个、导线若干.

要求较为准确的测量r1，读数时所用电表的示数不得少于其满量程的一半，请回答下列问题：

(1)上述器材中A、F、G、H己选，还需在电表B、C中选一器材，应选_______（填“B\"或“C\"），在定値电阻D、E中选一器材，应选______（填“D\"或“E”）； (2)用所选器材在虚线方框中画出测量电路原理图。

9．现要比较准确测量电压表V1的内阻Rv．实验室提供的器材有： A．待测电压表V1（量程3 V，内阻约3 k） B．电压表V2（量程9 V，内阻约10 k） C．定值电阻R0（阻值6 k） D．滑动变阻器R（最大阻值20 ） E．直流电源E（10 V，内阻可忽略） F．开关S及导线若干

（1）请用笔画线代替导线在甲图中完成电路的连接； （2）请把下列实验步骤补充完整

①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，移动滑片至某一位置，记录电压表V1、V2的示数U1、U2；

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③多次移动滑片，记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2； ④以U2为纵坐标、U1为横坐标，作出相应图像，如图乙所示．

（3）用U2－U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0，写出待测电压表内阻Rv=_____________． 10．测量电压表V1的内阻RV1（量程为1.5V，内阻约为1600）．以下是可供选用的实验器材： ①电源E，电动势约为3V，内阻不计； ②电压表V2，量程为3V； ③电阻R1=200； ④电阻R2=500； ⑤电阻R3=800；

⑥滑动变阻器R，最大阻值约为20； ⑦滑动变阻器R′，最大阻值约为2k； ⑧单刀单掷开关S一个，导线若干．

(1)请在方框中画出实验电路的原理图___________，要求电路简捷，电压表的读数不得小于量程的三分之二，图中的元件必须用题中相应的字母标注．

(2)若电压表V1和V2读数分别用U1和U2表示，则由已知量表示电压表内阻RV1的表达式是_____，且电压表V2的读数应控制在_____V的范围之内．

11．甲同学将标准电压表V0（量程为U0=3V，内阻r0=3kQ）改装为电压表V，改装后的电压表刻度盘上的刻度均匀分布共有N格，该同学改装后没有在刻度盘上标上相应的刻度值，乙同学想测量出改装后电压表的量程和内阻。提供的器材有： A．改装后的待测电压表V（内阻Rv未知） B．标准电压表V1（量程为3V，内阻r1约为3kΩ） C．标准电压表V2（量程为30V，内阻r2约为30kΩ） D．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω） E.学生电源E（输出电压调节范围0～16V）

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F.开关S、导线若干

（1）乙同学为了得到待测电压表V的量程和内阻，按图甲所示电路图连接好实验电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现标准电压表V1的指针接近满偏时，待测电压表V的指针还未偏到满偏的三分之一；接着该同学只将标准电压表V1换成标准电压表V2，调节滑动变阻器，当待测电压表V的指针满偏时，标准电压表V2的指针也还未偏到满偏的三分之一。为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻，请重新设计工作电路，将其画在如图乙所示的虚线框内。 （2）根据设计的电路进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格，为了得到待测电压表V的量程和内阻，还需要测量的物理量和相应的符号是________，待测电压表V的量程为_________，待测电压表V的内阻为________。（用测得的物理量和题中已知量的符号表示）

12．某同学想要较为精确的测量一只电流表G1 (量程为 4mA 、内阻约为 100Ω )的内阻．实验室中可供选择的器材有：

电流表G2 ：量程为 5mA ，内阻约为 50Ω ； 电压表 V：量程为 4V ，内阻约为 4000Ω ； 定值电阻R1：阻值

R1 ＝5Ω ；

定值电阻R2：阻值 R2 ＝60Ω ；

滑动变阻器R3：最大电阻 15Ω ，额定电流 1A ； 直流电源：电动势 1.5V ，内阻 0.5Ω ； 开关，导线若干．

（1）该同学选用其中的部分器材设计了如图甲所示的电路进行测量，你认为该设计方案不合理的地方是 _________________________________

．

（2）请用电流表G1、G2和某一定值电阻重新设计实验，并在乙图的方框中将正确的电路图补充完整(图中注明所选器材符号)___________．

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（3）按照乙图电路进行实验，测得电流表G1的示数为I1 ，电流表G2的示数为I2，则电流表G1内阻的表达式为 ______．

（4）根据测量数据，做出的 I1―I2 图象如图丙所示，则电流表G1的内阻为 _______Ω .(结果保留两位有效数字)

13．某同学用下列器材测定电流表A1的内阻： A．待测电流表A1（量程0.3A，内阻约5Ω）； B．电流表A2（量程0.6A，内阻约3Ω）； C．定值电阻R0=5Ω；

D．滑动变阻器R1（0～5Ω，额定电流2A）； E．滑动变阻器R2（0～100Ω，额定电流1A）； F．电源E（电动势约为3V，内阻忽略不计）； G．开关、导线若干．

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（1）该同学设计的电路如图甲所示，请根据图甲将图乙实物图补充完整______． （2）该实验中滑动变阻器应选用______（选填“R1”或“R2”）．

（3）将电路正确连接后，闭合开关，滑动变阻器的滑片处在某位置时，电流表A2的指针位置如图丙所示，示数为______A．调节滑动变阻器，读出多组电流表A1、A2的示数，分别用，I1、I2表示，描绘出I1I2图线如图丁所示，已知图线的斜率为k，则电流表A1的内阻为______．从实验原理上看该实验是否存在系统误差？______（选填“存在”或“不存在”）．

14．某同学利用图甲所示电路测量一表头的电阻。供选用的器材如下：

A．待测表头G1（内阻r1约为300Ω，量程为5.0mA） B．灵敏电流表G2（内阻r2300Ω，量程为1.0mA） C．定值电阻R（R1200Ω） D．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω） E．滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω） F．电源E（电动势E1.5V，内阻不计） G．开关S，导线若干

（1）请根据图甲所示电路将图乙的实物图补充完整______。

（2）滑动变阻器应选_____（填“R1”或“R2”）；开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动至____（填“a”或“b”）端。

（3）该同学多次移动滑片P记录相应的G1、G2示数I1、I2，以I1为纵坐标I2为横坐标作出相应图线，测得图线的斜率k4.8，则待测表头内阻r1______Ω。

15．在研究电学问题时我们经常把电流表当成理想电流表，但实际上电流表是有内阻的，现设计如图甲所示的电路测量电流表G1的内阻r1。可供选择的器材如下： ①待测电流表G1：量程为0～10mA，内阻约为300Ω

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②电流表G2：量程为0～30mA，内阻约为20Ω ③定值电阻R1：阻值为150Ω ④定值电阻R2：阻值为300Ω ⑤滑动变阻器R4：阻值范围为0～20Ω ⑥干电池组E 1：电动势约为3V，内阻很小 ⑦干电池组E 2：电动势约为9V，内阻忽略不计 ⑧开关S及导线若干

（1）定值电阻R0应选_________，干电池组应选_________。（在空格内填写序号） （2）图甲中已经给出了电路图的一部分，请在虚线框中把电路图补充完整___。 （3）实验步骤如下：

①按电路图连接电路（为确保电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端） ②闭合开关S，移动滑片P至某一位置，记录G1和G2的读数，分别记为I1和I2； ③多次移动滑动滑片P，记录各次G1和G2的读数I1和I2； ④以I1为横坐标，I2为纵坐标，作出相应图线，如图乙所示。

⑤根据I1－I2图线的斜率k及定值电阻R0，得到待测电流表G1的内阻表达式为r1=_________。（用k、R0表示）

16．从以下给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求保障仪器安全、方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。 A．电流表（A1），量程0~10mA，内阻r1待测（约40Ω） B．电流表（A2），量程0~500μA，内阻r2=750Ω C．电压表（V1），量程0~10V，内阻r3=10kΩ D．电阻（R1），阻值约100Ω，做保护电阻用 E．滑动变阻器（R2），总阻值约50Ω F．电池（E），电动势1.5V，内阻很小

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J．电键一个，导线若干

(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=_____________，式中各符号的意义是：_________________________________。

17．实际电流表有内阻，测量电流表G1内阻r1的电路如图甲所示。供选择的仪器如下：

①待测电流表G1（0~5mA，内阻约300）， ②电流表G2（0~10mA，内阻约100）， ③定值电阻R1（300），④定值电阻R2（10）， ⑤滑动变阻器R3（最大阻值1000）， ⑥滑动变阻器R4（最大阻值20）， ⑦干电池（1.5V）， ⑧开关S及导线若干。

（1）定值电阻应选__________滑动变阻器应选__________。（在横线上填写序号） （2）连接实物图乙。 （3）补全实验步骤：

①按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片移至最__________（选填“左端”或“右端”）； ②闭合开关S，移动滑片至某一位置，记录G1和G2的读数I1和I2； ③多次移动滑片，记录G1和G2的读数I1和I2；

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④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图丙所示。

（4）根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式______。

18．欲测量一个电流表的内阻，现备有如下器材： A．待测电流表A1(量程3 mA，内阻约为40 Ω) B．电压表V(量程3 V，内阻约3000 Ω) C．电流表A2(量程15 mA，内阻为40 Ω) D．定值电阻R＝10 Ω

E．直流电源E(电动势1.5 V，内阻忽略不计) F．滑动变阻器(总阻值5 Ω，额定电流0.5 A) G．开关一个，导线若干

（1）请利用上述所给器材，设计出合理的、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的，将电路图画在题中的虚线框中。

（2）在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算

的内阻，表达式为Rg＝________，表达式中各符号表示的意义是_________________。

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参考答案

1．V2 R1

V1的示数U1，V2的示数U22．电流表量程过大，指针几乎不偏转

R1R2VUU2U1表V1、V2的示数。

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R1V1UUr2 2式中U1，U2分别为电压

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3．5800（5700或5900也得分） 

6000

4．

电压表V1的示数，电压表V2的示数5．R Ak122

1kR k2 乙 16．E

限流 闭合 U1RU2U17．

U1Ur2 216 / 19

RU1R3V1UU

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8．B D

9．； 左；

R0 k110．

U1R3 2～2.25

U2U111．（1） （2）标准电压表V1的示数U1，标准电压表V2的示数U2，

NU2U1r0NUU 21，

nU0n

12． ( 1 )电压表量程太大； （2）如图所示：

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（3）

I2I1R2 （4）90Ω I113． R1 0.38

1kR0 不存在 k14．

R1 b 312.5

15．③ ⑥

(k1)R0

16．

r1I2r2 I1、I2分别为电流表A1与电流表A2的读数；r1、r2分别为电流I1表A1与电流表A2的内阻。

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17．③ ⑥

18．

左端 r1(k1)R1

I1为待测电流表A1的示数，I2为A2的示数，R为定值电阻；19 / 19