2.有一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示.将它与两个标准电阻R₁、R₂并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R₁、R₂消耗的电功率分别为P_D、P₁、P₂，则它们之间的大小关系为(　)

甲　　　　乙　　　　丙

A.P₁＝4P₂　　　B.P_D＝

C.P₁＜4P₂　 D.P_D＞P₂

解析：由图甲可知，电阻器D的阻值随电压的增大而减小，当D接入丙图所示电路时有：U_D＜U，R_D＞R₂＝R₁，故R_D与R₂并联后的阻值大于，U₁＜U，U_D＝U₂＞U，可得选项A、B、D错误，C正确.

答案：C

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