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电表的改装

电表的改装. 把电流表改为电压表. G. R 2. S 2. S 1. R 1. （ 1 ）电流表的满偏电流 Ig 、内电阻 Rg 和满偏电压 Ug. 三者的关系 Ug=IgRg. （ 2 ）电流表内电阻的测定 —— 半偏法 （不计电源内阻）. 若 R 1 ＞ ＞ R 2 则 R g =R 2. 电流表量程的扩大. R. I-Ig. Ig. I. Rg. G. —— 并联一个小电阻. 由 (I-I g ) R= I g R g. R= I g R g ／ (I-I g ). 若 I =n I g.

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Presentation Transcript

  1. 电表的改装

  2. 把电流表改为电压表 G R2 S2 S1 R1 （1）电流表的满偏电流Ig、内电阻Rg和满偏电压Ug 三者的关系 Ug=IgRg （2）电流表内电阻的测定—— 半偏法（不计电源内阻） 若R1＞ ＞R2 则Rg =R2

  3. 电流表量程的扩大 R I-Ig Ig I Rg G ——并联一个小电阻 由 (I-Ig) R= Ig Rg R= Ig Rg／(I-Ig) 若I =n Ig 则 R= Ig Rg／(I-Ig) = Rg／(n-1) 例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为10mA的电流表？ 解：R= Ig Rg／(I-Ig) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω 或 R=Rg／(n-1)=1000 ／99=10.1Ω

  4. 双量程电流表、 R1 R2 G 1mA － 10mA 如图示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200 Ω，计算R1和R2的阻值。 解： （R1+R2） (I1-Ig) = Ig Rg ① R1+R2= Ig Rg／(I1-Ig) = 100÷0.5=200 Ω Ig（Rg+ R2）=(I2-Ig) R1 ② （Rg+ R2）=(I2-Ig) R1／Ig = 19R1 ∴ R1=20Ω R2=180Ω

  5. 2004年天津理综22、 G R S2 R′ S1 现有一块59C2型的小量程电流表G（表头）,满偏电流为50μA,内阻约为800Ω～850Ω,把它改装成1mA、 10mA的两量程电流表。 可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ; 电阻箱R′，最大阻值9999Ω; 定值电阻R0，阻值1kΩ； 电池E1，电动势1.5V； 电池E2，电动势3.0V； 电池E3，电动势4.5V； （所有电池内阻均不计） 标准电流表A，满偏电流1.5mA； 单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3， 电阻丝及导线若干。（1）采用图1所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为；选用的电池为。 E3 R2

  6. A （3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用 来表示。 A′ RD RC 10mA G G A′ Ra Rb R1 S2 1mA Rd S2 图3 10mA 1mA S1 E1 图4 图2 （2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图2和图3。图为合理电路，另一电路不合理的理由是。 2 答: 图3电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏 （3）答: 如图4示

  7. 电压表量程的扩大 Ug U-Ug Rg R U G ——串联一个大电阻 若U=nUg则有 例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA 怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？ 解：Ug=IgRg=0.1V n=U/Ug=30 ∴R=(n-1)Rg=29000 Ω=29 kΩ

  8. 双量程电压表、 R1 R2 G G 甲 － R1 R2 15V 3V 15V － 3V 乙 如甲、乙图示是一个双量程电压表， Ig=1mA，Rg=100 Ω，计算R1和R2的阻值。 解：甲图 Ug= IgRg =0.1V， n1=30 n2=150 R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω R2=（ n2 -1）Rg=14900 Ω 乙图 同样求出R1 R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω Rg +R1+R2=15÷1=15 KΩ R2= 12 KΩ

  9. 改装电压表的校对 R1 R V S G 电路图如图示 V为标准电压表， R为滑动变阻器(分压器接法), 虚线框中为改装电压表。 改变变阻器R的滑片位置，使V 的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。 例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差

  10. 2005年江苏高考12、 12.(12分)将满偏电流Ig=300μA,内阻未知的电流表 改装成电压表并进行校对, ⑴利用如图所示的电路测量电流表 的内阻 (图中电源的电动势 E=4V),先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度 ；再闭合S2，保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的2/3，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg =Ω. ⑵将该表改装成量程为3V的电压表,需(填“串联”或 “并联”)阻值为R0 =Ω的电阻. ⑶把改装成的电压表与标准电压表进行校对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图. G G G R S2 R ′ E r S1 100Ω 串联 9900 解: (1)2Ig Rg /3= Ig R′/3 ∴ Rg = R′/ 2=100Ω (2) Ig (R0 +Rg)=3V ∴ R0 =9900Ω

  11. 例1、 mA μA 电阻箱 标准电流表 0 0 0 0 9 9 9 9 1 1 1 1 μA 8 8 8 8 2 2 2 2 A 7 7 7 7 3 3 3 3 保护电阻 6 6 6 6 4 4 4 4 5 5 5 5 将量程为100微安的电流表改装成量程为1毫安的电流表,并用一标准电流表与改装后的电流表串联,对它进行校准(核对).改装及校准所用器材的实物图如下(其中标准电流表事先已与一固定电阻串联.以防烧表).校准时要求通过电流表的电流能从0连续调到1毫安.试按实验要求在所给的实物图上连线. 解:画出电路图， 连线如图示。

  12. 06年南通一中训练卷14、 V Ω 红表笔 多用表 黑表笔 电压表 14. 有一内阻未知(约25kΩ ~ 35kΩ)、量程未知(约25V ~ 35V)，共有30个均匀小格的直流电压表V．某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30． A．请你将他们的实验电路连接起来．他们在实验过程中，欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______” ． B．在实验中，同学读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出欧姆表电池的电动势表达式 1k 解:多用表内电池正极跟黑表笔相连,电路如图示:

  13. 解答： A．测电阻时应尽量使指针指在中间值附近，所以应选“×1k”． B．欧姆表中值电阻为R中= 30×1kΩ= 30000Ω， 欧姆表指n刻度，则电压表内电阻RV = 1000n， 流过电压表电流IV = U/RV = U／(1000n) ， 根据闭合电路欧姆定律，电池电动势

  14. 06年江苏省前黄中学二模12、 12．(12分)有一内阻未知 (约25kΩ~ 35kΩ)、量程未知(约25V ~ 35V), 共有30个均匀小格的直流电压表V． （1）用多用表的欧姆档测量其内阻，多用表刻度盘上电阻刻度中间值为20．实验时应将选择开关拨至倍率“×_______”，多用表的红表笔与电压表V的（“正”或“负”）的接线柱相连。 （2）若在实验过程中测得该电压表内阻为30kΩ，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度． 标准电压表V1 （量程3V，内阻3KΩ） 电流表A（量程0~3A，内阻未知） 滑动变阻器R（总阻值1kΩ） 稳压电源E （30V，内阻不能忽略） 电键、导线若干 1k 负

  15. V V1 电源 ①在右边方框中画出实验电路图 如下图 ②选用记录数据中任一组，写出计算量程的 表达式Um = ______________． 300U1／N1 式中各字母的意义是: . 其中N1：V表指针所指格数，U1：V1表读数．

  16. 06年江苏省盐城中学二模12(2)、 （2）（6分）有以下可供选用的器材及导线若干,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流． A．被测电流表A1：满偏电流约700～800μA，内阻 约100Ω，刻度均匀 B．电流表A2：量程0.6A，内阻0.1Ω C．电压表V：量程3V，内阻3kΩ D．滑动变阻器R1：最大阻值200Ω E．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ F．电源E：电动势3V、内阻1.5Ω G．开关一个 ①上述器材中需选用的有（填序号） A C D F G

  17. A1 V + + A1 A2 + ②在虚线框内画出实验电路图，并根据电路图连接好相应的实物图． 解:电流表的内阻不知道,电压表内阻已知,实质是用伏安法测量通过电压表中的电流.实验电路图如图示:

  18. R L E A 20.（2005年上海物理卷）16．(6分)一根长为1m的均匀电阻丝需与一“10V，5W”的灯同时工作，电源电压恒为100V，电阻丝阻值R＝100Ω(其阻值不随温度变化)．现利用分压电路从电阻丝上获取电能 ，使灯正常工作．(1)在右面方框中完成所需电路； (2)电路中电流表的量程应选择＿＿＿(选填：“0－0.6A” 或“0－3A”)； (3)灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为＿＿＿＿m(计算时保留小数点后二位)．

  19. 07 宁夏卷 ⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有_____________________。 ⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为： 干电池：电动势约为1.5 V，符号 电压表：量程1 V，内阻998.3 Ω，符号 电流表：量程1 A，符号 滑动变阻器：最大阻值99999.9 Ω，符号 单刀单掷开关1个，符号 导线若干 1)设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。 2)满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的_________倍，电阻箱的阻值应为__________________Ω。 V A

  20. 以下练习

  21. 07上海卷某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。07上海卷某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。 （1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是__________。 （2）若R1＝6，R2＝12，电源内电阻r＝6，，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择（） （A）2。 （B）4。 （C）6。 （D）8。

  22. 07江苏卷 要描绘某电学元件（最大电流不超过６mＡ，最大电压不超过７Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻Ｒ为１ＫΩ，用于限流；电流表量程为１０mＡ，内阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为１０Ｖ，内阻约为１０ＫΩ；电源电动势Ｅ为１２Ｖ，内阻不计。 （１）实验时有两个滑动变阻器可供选择： a、阻值０到２００Ω，额定电流　０.３　Ａ b、阻值０到２０Ω，额定电流　０.５ 本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”） （２）正确接线后，测得数据如下表 a）根据以上数据，电压表是并联在Ｍ与之间的（填“Ｏ”或“Ｐ”） b）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图为（为需数值）

  23. 07重庆卷 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按题22图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后; 1)电压表的示数为2 V,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为______; 2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A,小灯泡亮，则断路的导线为______________; 3)反复调节滑动变阻器,小灯泡亮 度发生变化，但电压表、电流表 的示数不能调为零，则断路的导 线为___________.

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