高考中电流表改装问题归类分析

林 贵

近几年高考都有对表头改装成新电表的考查,如2015年新课标全国卷Ⅰ、 2016年海南卷、2017年新课标全国卷Ⅲ、2018年新课标全国卷Ⅱ、2019年新课标全国卷Ⅰ、2019年新课标全国卷Ⅲ．对此,笔者结合相关典型高考真题进行归类分析,以便读者备考．

1 表头改装成电压表

图1

图2

(2) 用量程为3V,内阻为2 500Ω的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准．所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50Ω和5kΩ.为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为________的滑动变阻器．

(3) 校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近________(填“M”或“N”)端．

(2) 对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大值远小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50Ω的滑动变阻器．

(3) 在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到保护作用．

2 表头改装成电流表

图3

图4

(1) 当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图5所示,由此可以推测出改装的电流表量程不是预期值,而是______．(填正确答案标号)

A. 18mAB. 21mA

C. 25mAD. 28mA

图5

(2) 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1 200Ω

B. 微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200Ω

C. 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

(3)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=________．

故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为250μA×100=25mA,故本小题选C.

3 表头改装成欧姆表

图6

(1)欧姆表设计.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω.滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．

(2)刻度欧姆表表盘.通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图7所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为________、________．

图7

最后,我们不妨将表头改装原理总结一下．其实,电压表、欧姆表本质还是电流表,只是将流过表头的电流值通过一定函数关系转换成电压、电阻而已．如电压表U=IRV，即电压刻度与流过表头的电流成正比,比例系数为RV,即电压表的刻度是均匀的.对改装成量程大的电流表、欧姆表原理也是一样,读者可自行推导,笔者就不赘述了．