《物理第十章 恒定電流 第4講 實驗 把電流表改裝成電壓表》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理第十章 恒定電流 第4講 實驗 把電流表改裝成電壓表（25頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第4講實驗：把電流表改裝成電壓表知識梳理知識梳理實驗原理實驗原理(1)“半偏法”測電流表的內阻電路圖如圖所示,合上S1,調整R,使電流表恰好滿偏滿偏,然后閉合S2,調整R,使電流表恰好半偏半偏,當R R時,rg=R。(2)把電流表改裝成電壓表,根據串聯電阻分壓的原理可知,應把電流表與一電阻串聯串聯,其阻值為Rx= -rg。誤差分析誤差來源gUI(1)本實驗存在系統(tǒng)誤差,只有當RR時,才有rg=R;(2)由于電流表允許通過的電流太小,也影響了實驗測量結果的準確性;(3)R使用電阻箱,阻值的調節(jié)本身就不連續(xù),也是誤差來源之一。1.一個電流表的內阻RA為0.18 ,量程為010 A,刻度盤分為100

2、個刻度。現將其最大測量值擴大為100 A,需并并聯一個0.02的電阻,此時刻度盤每個刻度表示1A;新的電流表的內阻為0.018 。答案答案并0.0210.018解析解析電流表擴大量程需并聯一個電阻分流,其阻值R= =0.02 。改裝后的電流表內阻為= =0.018 。量程為0100 A時刻度盤每個刻度表示1 A。A1Rn0.18100110AAR RRR0.18 0.020.180.022.某同學用量程為1 mA、內阻為120 的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開關?；卮鹣铝袉栴}:(1)根據圖(a)所示的電路,在圖(b)所示的實物圖

3、上連線。(2)開關S閉合時,多用電表用于測量電流電流 (填“電流”、“電壓”或“電阻”);開關S斷開時,多用電表用于測量電壓電壓(填“電流”、“電壓”或“電阻”)。(3)表筆A應為黑黑色(填“紅”或“黑”)。(4)定值電阻的阻值R1=1.00 ,R2=880。(結果取3位有效數字) 答案答案(1)連線如圖所示(2)電流電壓(3)黑(4)1.00880解析解析(2)開關S閉合時,R1與表頭和R2并聯,為電流表,因此用于測量電流;當開關S斷開時,R2與表頭串聯,為電壓表,因此用于測電壓。(3)電流應從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表,因此表筆A應為黑色。(4)開關S斷開時為電壓表,U=Ig(Rg+

4、R2),解得R2=880 ;開關S閉合時為電流表,R1=1.00 。gg2g()IRRII深化拓展深化拓展考點考點電表的改裝方法電表的改裝方法深化拓展深化拓展考點電表的改裝方法考點電表的改裝方法1.電流表電流表G(表頭表頭)(1)構成:主要由磁體和放入其中可轉動的線圈組成。當線圈中有電流通過時,線圈在安培力作用下帶動指針一起偏轉,電流越大,指針偏轉的角度越大,從表盤上可直接讀出電流值。(2)三個參數:滿偏電流Ig,表頭內阻Rg,滿偏電壓Ug,它們的關系:Ug=IgRg。2.電壓表、電流表的改裝電壓表、電流表的改裝 改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理串聯電阻分壓并聯電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分

5、流電阻U=IgRg+IgR所以R=-RgIgRg=(I-Ig)R所以R=改裝后電表內阻RV=Rg+RRgRA=RgUIgI RIIgggRRRRgg1-1 (2017北京朝陽期末,16)現有一塊直流電流計G,滿偏電流為200 A,內阻約為400 ,某同學想把它改裝成量程為2 V的電壓表,他首先根據圖示電路,用半偏法測定電流計G的內阻。(1)為提高測量準確度,在以下器材中,電阻器R應選用F;電池應選用B(選填器材前的字母)。A.電池(電動勢1.5 V,內阻不計)B.電池(電動勢4.5 V,內阻不計)C.電阻箱(0999.9 )D.滑動變阻器(0500 )E.電位器(一種可變電阻,與滑動變阻器相當

6、)(05.1 k)F.電位器(051 k)(2)該同學在開關斷開的情況下,檢查電路連接無誤后,將R的阻值調至最大。后續(xù)的實驗操作步驟依次是ACBE,最后記錄R的阻值并整理好器材。(請按合理的實驗順序,選填下列步驟前的字母)A.閉合S1B.閉合S2C.調節(jié)R的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度D.調節(jié)R的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度的一半E.調節(jié)R的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度的一半F.調節(jié)R的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度(3)如果測得R的阻值為400.0 ,即為電流計G內阻的測量值。則給電流計G串串聯(選填“串”或“并”)一個阻值為9.6 k的電阻,就可以將該電流計G改裝成量程為2 V的電壓

7、表。(4)請你推斷在本實驗中電流計G內阻的測量值R比其內阻的實際值Rg是偏大還是偏小;由于測得電流計G內阻的準確度將直接影響改裝電壓表的準確度,請你分析說明利用半偏法測量電流計內阻時,使R盡可能接近Rg的方法。答案答案(1)FB(2)ACBE(3)串9.6(4)見解析解析解析(1)參見(4)問解析。(2)根據半偏法的操作步驟,可得出合理的步驟為ACBE(3)將電流表改裝成電壓表,應串聯一個較大阻值的電阻。根據R+rg=,可計算出R=9 600 =9.6 k。(4)設電源的電動勢為E,電流計的滿偏電流為Ig,當S1閉合,S2斷開時,電流計滿偏,由閉合電路歐姆定律可得:E=Ig(R+Rg)當S1、

8、S2均閉合,電流計半偏,設流經R的電流為I,有:Rg=IRE=(+I)R+RggUIg2Ig2Ig2I聯立式可得:=+可見,RRg,即電流計G內阻的測量值R比其內阻的實際值Rg偏小。由式可知,為了使電流計G內阻測量值R盡可能接近實際值Rg,即RRg,則需要在電流計達到滿偏時,電阻器接入電路的阻值越大準確度越高,所以要選用阻值較大的電阻器;同時,為了確保電流計指針能夠滿偏,還應當選用電動勢適當大的電源。1R1Rg1R甲1-2 (2010北京理綜,21)(1)甲同學要把一個量程為200 A的直流電流計 ,改裝成量度范圍是04 V的直流電壓表。她按圖甲所示電路,用半偏法測定電流計 的內電阻rg,其中

9、電阻R0約為1 k。為使rg的測量值盡量準確,在以下器材中,電源E應選用B,電阻器R1應選用C,電阻器R2應選用F(選填器材前的字母)。A.電源(電動勢1.5 V)B.電源(電動勢6 V)C.電阻箱(0999.9 )D.滑動變阻器(0500 )E.電位器(一種可變電阻,與滑動變阻器相當)(05.1 k)F.電位器(051 k)該同學在開關斷開情況下,檢查電路連接無誤后,將R2的阻值調至最大。后續(xù)的實驗操作步驟依次是:B,C,A,E ,最后記錄R1的阻值并整理好器材。(請按合理的實驗順序,選填下列步驟前的字母)A.閉合S1B.閉合S2C.調節(jié)R2的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度D.調節(jié)R2的阻值

10、,使電流計指針偏轉到滿刻度的一半E.調節(jié)R1的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度的一半F.調節(jié)R1的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度如果所得的R1的阻值為300.0 ,則圖甲中被測電流計 的內阻rg的測量值為300,該測量值略小于略小于實際值(選填“略大于”“略小于”或“等于”)。給電流計 串串聯(選填“串”或“并”)一個阻值為19.7k的電阻,就可以將該電流計 改裝為量程 4 V 的電壓表。(2)乙同學要將另一個電流計 改裝成直流電壓表,但他僅借到一塊標準電壓表V0、一個電池組E、一個滑動變阻器R 和幾個待用的阻值準確的定值電阻。 乙該同學從上述具體條件出發(fā),先將待改裝的表 直接與一個定值電阻R相

11、連接,組成一個電壓表;然后用標準電壓表V0校準。請你畫完圖乙方框中的校準電路圖。實驗中,當定值電阻R選用17.0 k時,調整滑動變阻器R 的阻值,電壓表V0的示數是4.0 V時,表的指針恰好指到滿量程的五分之二;當R選用7.0 k時,調整R 的阻值,電壓表V0的示數是2.0 V時,表的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定,表 的內阻rg是3.0k,滿偏電流Ig是0.50mA。若要將表 改裝為量程是15 V的電壓表,應配備一個27.0k的電阻。答案答案(1)BCFBCAE300略小于串19.7(2)如圖所示3.00.5027.0解析解析(1)考慮到減小誤差,電源應選電動勢較大的B。因為電動勢

12、越大,R2接入電路阻值越大,測得數據越準確。R1要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱C。R2在電路中是限流接法,應選用總阻值大于 30 k 的電位器F。半偏法的具體操作順序是:a.S1斷開,S2閉合;b.調節(jié)R2,使電流計指針滿偏;c.閉合S1;d.保持R2不變,調節(jié)R1,使電流計指針半偏;e.讀 出R1,即為電流計內阻值。根據半偏法原理,rg=R1=300 。由于閉合S1后,干路電流會略為變大,故半偏時,流過R1的電流略大于電流計的電流,故R1的阻值略小于電流計的內阻。把電流計改裝成電壓表,應串聯一個大電阻R,R=-rg= -300 =19.7 k。(2)電路圖見答案。設電流計量程為Ig。由題意知:當R為17.0 k時gUI64200 10有Ig(17.0+rg)=4 V;當R為7.0 k時有 Ig(7.0+rg)=2 V。兩式聯立得rg=3.0 k,Ig=0.50 mA。若要改裝成量程為15 V的電壓表,串聯電阻阻值R=-rg= =27.0 k。2525gUI3153 0000.50 10