《高三物理一輪復習 第8章第4課時 電流表和電壓表 電阻的測量課件 魯科版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高三物理一輪復習 第8章第4課時 電流表和電壓表 電阻的測量課件 魯科版（50頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、1電路電路4電流表和電壓表電流表和電壓表電阻的測量電阻的測量第八章2 一、表頭(指小量程的電流表即靈敏電流表，也叫電流計，或稱表頭) 1.構造：表頭主要由永磁鐵和放入永磁鐵磁場中的可轉動的線圈組成.3 2.工作原理：當線圈中有電流通過時，在磁場力的作用下線圈帶著指針一起偏轉，通過線圈的電流越大，指針的偏角就越大. 對于磁電式的儀表(利用永磁鐵來使通電線圈偏轉的儀表)有：指針偏角正比于電流I.因此由指針在標有電流值的刻度盤上所指的位置就可以讀出通過表頭電流值.4 3.表頭的參數 (1)電流表的內阻Rg：即電流表的電阻. (2)滿偏電流Ig：電流表滿偏時的電流，一般為幾十微安到幾毫安. (3)滿偏

2、電壓Ug：電流表通過滿偏電流時，加在電流表兩端的電壓. 5 4.三個參數之間的關系：由歐姆定律知.由于Ig、Ug較小，而一般實際測量的電流較大，電壓較高，這就需要對進行改裝，以滿足實際測量的需要.Ug=IgRg6 二、電表的改裝（本內容要求理解改裝原理） 1.將表頭 改裝成電壓表 (1)電壓表是由電流表 改裝而成的，改裝原理：利用串聯電路的原理，將電流表 一只適當阻值的電阻R，就可以改裝成一定量程的電壓表.如圖8-4-1所示.圖圖8-4-1串聯串聯分壓分壓7 (2)分壓電阻R：串聯電阻R的作用是分擔一部分電壓，做這種用途的電阻叫分壓電阻.若將內阻為Rg、滿偏電流為Ig的電流表改裝成量程為U的電

3、壓表，則有：U=Ig(Rg+R)，所用的分壓電阻阻值R= -Rg.gUI8 (3)電壓表內阻RV：表頭內阻Rg和分壓電阻R的總阻值為電壓表內阻.RV=Rg+R.根據歐姆定律，通過表頭的電流值跟加在表頭兩端的電壓成正比，如果刻度盤上標出電壓值，則可由指針所指的位置得到加在表頭兩端的電壓值.9 2.將表頭改裝成電流表 (1)電流表是由小量程的電流表改裝而成，改裝原理：利用并聯電路的原理，在電流表兩端一只適當阻值的電阻R，就可以改裝成一定量程的電流表，如圖8-4-2所示.分流分流并聯并聯圖圖8-4-210 (2)分流電阻R：并聯電阻R的作用是分擔一部分電流，做這種用途的電阻叫分流電阻.若將內阻為Rg

4、，滿偏電流為Ig電流表改裝成量程為I電流表，則有IgRg=(I-Ig)R,所用的分流 電阻. (3)電流表的內阻RA：電流表的內阻 為表頭內阻Rg和分流電阻R的并聯值 . 注意：將改裝成或所依據的原理是串聯電路的分壓作用或并聯電路的分流作用.()gggI RRII gAgRRRRR 11 三、電阻的測量 1.伏安法 (1)測量原理根據歐姆定律R= ，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，從而求出電阻的測量方法叫做伏安法. (2)兩種測量接法伏安法測電阻有兩種電路連接方式，內接法和外接法.UI12圖圖8-4-3電流表內接法如圖電流表內接法如圖8-4-3(a)所示，所示，電流表外

5、接法如圖電流表外接法如圖8-4-3(b)所示所示.13 (3)兩種連接方式的誤差分析 內接法 電壓表測出的電壓被測電阻Rx的真實電壓，電流表測出的電流是通過Rx的電流的真實值.因此，用R=計算出的電阻的數值將被測電阻Rx的真實值. 設圖8-4-3(a)中的的示數為I，則的示數為：IRA+IRx.故Rx的測量值Rx= =Rx.即測量值為Rx真實值和電流表內阻之和.UIUIAxIRIRI Rx+RA大于大于大于大于14 外接法 電壓表測出的電壓值等于被測電阻兩端電壓的真實值，電流表測出的電流值大于被測電阻中的電流，由R=計算出的電阻的測量值，將被測電阻的真實值. 設圖8-4-3(b)中的示數為U，

6、則的示數：I=,故Rx的測量 值Rx=Rx. VxxVVxU RRUURRR R UI小于小于()VxxVVxxVUU RRR RUIR RRR 15 (4)兩種連接電路選擇 a.大、小電阻法 當RxRA時，Rx+RARx.這時由于的內阻而帶來的影響很小，因此，采用內接法測電阻誤差較小，即測大電阻時宜選用.內接法內接法16 當RxRV時，Rx.這時由于的內阻而帶來的影響很小，因此，采用外接法測電阻誤差較小，即測小電阻時宜選用 . 大電阻、小電阻的判斷：當Rx 時，Rx為小電阻，采用外接法；當Rx時，Rx為大電阻，采用內接法.外接法外接法xVxVR RRR AVR RAVR R17 b.試接法

7、如果不知道RA、RV及Rx的大約值，可按圖8-4-4試接，使P分別接a、接b，讀出對應的U、I，若示數變化顯著，采取外接，若示數變化顯著，采取內接.圖圖8-4-418 (5)滑動變阻器的限流式接入和分壓式接入 伏安法測電阻時，除要選擇內接、外接外，還有一個滑動變阻器如何接入電路的問題，即按限流式接入還是按分壓式接入，在其他的電學實驗中有時也會遇到這個問題.兩種接法如圖8-4-5(a)、(b)所示.圖圖8-4-519 兩種接法的選擇原則： 通常情況下(即安全和易于操作)，由于限流式接法電路結構簡單，耗能較小，因此應優(yōu)先考慮限流式接法.即：“能限流不分壓”的原則，所謂能限流是指按限流式接法接入后，

8、電路安全且能正常操作和讀數. 下列幾種情況必須采用分壓式接法： 要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調節(jié)，必須采用分壓式接法電路.20 如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或用電器允許最大電流較小，采用限流式接法時，無論怎樣調節(jié)，電路中實際電流(壓)都會超過電表量程或電器元件允許的最大電流(壓)，為了保護電表和用電器免受損壞，必須采用分壓式接法電路.21 伏安法測電阻實驗中，若所用的變阻器阻值遠小于待測電阻阻值，采用限流式接法時，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流(壓)變化也很小，這不利于多次測量求平均值和圖象法處理數據，為了在變阻器阻值遠小于待測電阻阻值的情況下，能大范圍地調節(jié)

9、待測電阻上的電流(壓)，應選擇變阻器的分壓式接法.22 伏安法測電阻電路的選擇 如圖8-4-6所示，用伏安法測電阻Rx時，MN之間電壓恒定，當S接a點時電壓表示數為10V，電流表示數為0.2A；當S接b點時，電壓表示數為12V，電流表示數為0.15A.圖圖8-4-623 (1)為了較準確地測定Rx，S應接在哪一點？ (2)求Rx的真實值. 當S接a時，U表=Ux,I表=Ix+IV，當S接b時，U表2=Ux+UA,I表2=Ix，由題中數據可知，S由a換b，電流表示數變化更顯著一點，即IV與Ix較接近，所以應選S接b，誤差較小一點. 當S接b時，R測=80，而且R測=Rx+RA 由題意，RA=10

10、 故Rx=70 120.15UI 表表表表12100.2 24 若某電表的示數變化顯著，則須選用示數準確的接法；S接b點時電壓表的示數為M、N間的電壓值.當被測電阻值遠大于電流表的內阻，電流表的分壓可忽略，因而采用電流表的內接法；當被測阻值遠小于電壓表內阻時，電壓表的分流可忽略，因而采用外接法. 25 變式訓練1：用伏安法測電阻，可采用圖8-4-7所示的甲、乙兩種接法.如所用電壓表內阻為5000，電流表內阻為0.5.圖圖8-4-726 (1)當測量100左右的電阻時，宜采用_電路. (2)現采用乙電路測量某電阻的阻值時，兩電表的讀數分10V、0.5A，則此電阻的測量值為_，真實值為.27 50

11、001001502001000.5VxxVAxAxARRRRRRRRRR，與和兩個條件相比，顯然待測電阻更符合，這說明因電流表分壓造成的誤差要比因電壓的分流造成的誤差小解析：所以，選甲圖28 102200.5100.00250000.50.0020.4981020.080.498VVxRVURIUIAARRIIIAAURIR 測真測電壓表中的電流中的電所以流解析：29電表的改裝電表的改裝 (2010北京卷北京卷) (1)甲同學要把一個量程為甲同學要把一個量程為200A的的直流電流計直流電流計 ，改裝成量程范圍是，改裝成量程范圍是04V的直流電壓表的直流電壓表30 她按圖她按圖8-4-8所示電路

12、用半偏法測定電流計所示電路用半偏法測定電流計 的內電阻的內電阻rg，其中電阻，其中電阻R0約為約為1k.為使為使rg的測量的測量值盡量準確，在以下器材中，電源值盡量準確，在以下器材中，電源E應選用應選用_，電阻器電阻器R1應選用應選用_，電阻器，電阻器R2應選用應選用_(選填器材前的字母選填器材前的字母) A電源電源(電動勢電動勢1.5V) B電源電源(電動勢電動勢6V) C電阻箱電阻箱(0999.9) D滑動變阻器滑動變阻器(0500) E電位器電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相一種可變電阻，與滑動變阻器相當當)(05.1k) F電位器電位器(051k)31 該同學在開關斷開情況下，檢查電

13、路連接無該同學在開關斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將誤后，將R2的阻值調至最大后續(xù)的實驗操作步驟的阻值調至最大后續(xù)的實驗操作步驟依次是：依次是：_，_，_，_，最后，最后記錄記錄R1的阻值并整理好器材的阻值并整理好器材(請按合理的實驗順序，請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母選填下列步驟前的字母) A閉合閉合S1 B閉合閉合S2 C調節(jié)調節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度 D調節(jié)調節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半的一半 E調節(jié)調節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半的一半

14、 F調節(jié)調節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度32 如果所得的如果所得的R1的阻值為的阻值為300.0，則上圖，則上圖中被測電流計中被測電流計 的內阻的內阻rg的測量值為的測量值為_，該測量值該測量值_實際值實際值(選填選填“略大于略大于”、“略小于略小于”或或“等于等于”)給電流計給電流計 _聯聯(選填選填“串串”或或“并并”)一一個阻值為個阻值為_k的電阻，就可以將該電流的電阻，就可以將該電流計計 改裝為量程改裝為量程4V的電壓表的電壓表 (2)乙同學要將另一個電流計乙同學要將另一個電流計 改裝成直流改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標準電壓表電壓表，但他僅

15、借到一塊標準電壓表 、一個、一個電池組電池組E、一個滑動變阻器、一個滑動變阻器R和幾個待用的阻值和幾個待用的阻值準確的定值電阻準確的定值電阻33 該同學從上述具體條件出發(fā)，先將待該同學從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表改裝的表 直接與一個定值電阻直接與一個定值電阻R相連接，組相連接，組成一個電壓表；然后用標準電壓表成一個電壓表；然后用標準電壓表 校校準請你畫完圖準請你畫完圖8-4-9方框中的校準電路圖方框中的校準電路圖圖圖8-4-934 實驗中，當定值電阻實驗中，當定值電阻R選用選用17.0k時，時，調整滑動變阻器調整滑動變阻器R的阻值，電壓表的阻值，電壓表 的示數是的示數是4.0V時，時，

16、表的指針恰好指到滿量程的五分之表的指針恰好指到滿量程的五分之二；當二；當R選用選用7.0k時，調整時，調整R的阻值，電壓的阻值，電壓表表 的示數是的示數是2.0V， 表的指針又指到滿量程表的指針又指到滿量程的五分之二的五分之二 由 此 可 以 判 定 ， 表由 此 可 以 判 定 ， 表 的 內 阻的 內 阻 r g 是是_k，滿偏電流，滿偏電流Ig是是_mA.若若要將表要將表 改裝為量程是改裝為量程是15V的電壓表，應配備的電壓表，應配備一個一個_k的電阻的電阻35 解析：解析：(1)考慮到減小誤差，電源應考慮到減小誤差，電源應選電動勢較大的選電動勢較大的B.R1要選能讀出接入電路要選能讀出

17、接入電路的電阻值的電阻箱的電阻值的電阻箱R2在電路中是限流連在電路中是限流連接，應選用總阻值大于接，應選用總阻值大于30k的電位器的電位器F. 電流半偏法的具體操作順序是：電流半偏法的具體操作順序是：a.S1斷開，斷開，S2閉合；閉合；b.調節(jié)調節(jié)R2，使電流計指針滿，使電流計指針滿偏；偏；c.閉合閉合S1；d.保持保持R2不變，調節(jié)不變，調節(jié)R1，使，使電流計指針半偏；電流計指針半偏；e.讀出讀出R1，即為電流計內，即為電流計內阻值阻值 361111300 .430019.7.200 106gggRUVRrkIArRSRR故 的阻值根據半偏法原理，由于閉合 后，干路電流會略為變大，故半偏時，

18、流過 的電流略大于電流計的電流，把電流計改裝成電壓表，應串聯一個大略小于電流計的，內阻電阻37 32.17.02217.047.07.02 .553.00.50.1515(3000)0.50 1027.0.gggggggggIRkIrVRkIrVrkImAVkURrI電路圖見答案設電流計量程為由題意知：當 為時有；當 為時有兩式聯立得，若要改裝成量程為的電壓表，串聯電阻阻值38 變 式 訓 練變 式 訓 練 2： 一 毫 安 表 頭 滿 偏 電 流 為一 毫 安 表 頭 滿 偏 電 流 為9.90mA，內阻約為，內阻約為300.要求將此毫安表頭改要求將此毫安表頭改裝成量程為裝成量程為1A的電流

19、表，其電路原理如圖的電流表，其電路原理如圖8-4-10所示圖中，是量程為所示圖中，是量程為2A的標準電流表，的標準電流表，R0為電阻箱，為電阻箱，R為滑動變阻器，為滑動變阻器，S為開關，為開關，E為為電源電源39(1)完善下列實驗步驟：完善下列實驗步驟：將虛線框內的實物圖按電路原理圖連線；將虛線框內的實物圖按電路原理圖連線；將滑動變阻器的滑動頭調至將滑動變阻器的滑動頭調至_端端(填填“a”或或“b”)，電阻箱，電阻箱R0的阻值調至零；的阻值調至零；合上開關；合上開關；調節(jié)滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，調節(jié)滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，使標準電流表讀數為使標準電流表讀數為1A；調

20、節(jié)電阻箱調節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時標準電流表的讀數會此時標準電流表的讀數會_(填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)；多次重復步驟多次重復步驟，直至標準電流表的讀數為，直至標準電流表的讀數為_，同時毫安表指針滿偏，同時毫安表指針滿偏40(2)回答下列問題：回答下列問題：在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用阻值的讀在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用阻值的讀數 為數 為 3 . 1 ， 由 此 可 知 毫 安 表 頭 的 內 阻 為， 由 此 可 知 毫 安 表 頭 的 內 阻 為_.用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電用改裝成的電流表測

21、量某一電路中的電流，電流 表 指 針 半 偏 ， 此 時 流 過 電 阻 箱 的 電 流 為流 表 指 針 半 偏 ， 此 時 流 過 電 阻 箱 的 電 流 為_A.對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個可 能 影 響 它 的 準 確 程 度 的 因 素 ：可 能 影 響 它 的 準 確 程 度 的 因 素 ：_41 解析：解析：(1)將滑動變阻器的滑動頭調至將滑動變阻器的滑動頭調至b點是為了保護毫安表；在調節(jié)電阻箱時，由點是為了保護毫安表；在調節(jié)電阻箱時，由于接入回路的電阻增加，故電流表電流會減于接入回路的電阻增加，故電流表電流會減小；為了能成功改

22、裝為?。粸榱四艹晒Ω难b為1A的量程的電流表，的量程的電流表，需要通過調節(jié)滑動變阻器使標準電流表示數需要通過調節(jié)滑動變阻器使標準電流表示數回到回到1A；42 23.110009.9990.13104950.49521mAmAmAIImAAA 電阻箱的電阻讀數為，此時毫安表滿偏，電阻箱上的電流為，根據并聯電阻值與電流值成反比，可計算毫安表的內阻為；若毫安表半偏，電阻箱的電流也減半為；本實驗可能因電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續(xù)變化，導致標準電流表的示數無法精準顯示，還有電表本身讀數上的誤差，以及電表指針偏轉本身不是隨電流均勻偏轉等都可能影響改裝后的電流表的準確程度43 【答案【答案】(1)如圖：如

23、圖： b減小減小1A (2)3100.495(0.4940.496均可均可) 例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標準表和毫安表頭的讀數誤差；電表指續(xù)變化；標準表和毫安表頭的讀數誤差；電表指針偏轉和實際電流的大小不成正比等等針偏轉和實際電流的大小不成正比等等44 綜合電路設計 如圖8-4-11所示為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖,器材規(guī)格如下:圖圖8-4-1145 (1) 待測電阻Rx(約100)； (2) 直流毫安表(量程010mA,內阻約 50)； (3) 直流電壓表(量程03V,內阻約 5k)； (4) 直流電源(輸出電壓4

24、V,內阻不計)； (5) 滑動變阻器(阻值范圍015,允許最大電流1A)； (6) 開關1個,導線若干條. 根據器材的規(guī)格和實驗要求,畫出實驗電路圖,并在實物上連線.46 (1)先確定測量電路.由Rx=500知，應選擇外接法； (2)再確定控制電路.若采用限流式電路， 當用最大阻值時最小電流I小= =A=0.024A=24mA，已超過電流表的量程，所以為保護器材，必須采用分壓電路，且開始時觸頭滑到最右端，使流過電流表 電流最小.或由滑動變阻器值R=15 知，應選擇分壓電路，最后畫出電路圖如圖(a)所示，實物連線圖如圖(b)所示，連線時應先連電源開關滑動變阻器兩端.AVR RxAERRR 410

25、015502xR4748 變式訓練3：用伏安法測量某電阻Rx的阻值，現有實驗器材如下： A.待測電阻Rx:范圍在58，額定功率1W B.電流表A1：量程00.6A(內阻約 0.2) C.電流表A2:量程03A(內阻約 0.05)49 D.電壓表V1：量程03V(內阻約 3k) E.電壓表V2：量程015V(內阻約 15k) F.滑動變阻器R：0100 G.蓄電池：電動勢12V H.導線，電鍵 為了較準確地測量，并保證器材安全，電流表應選，電壓表應選，并畫出電路圖.5011150.4582.824.510010 xmxmxxAVxPRIARAAUPRVVVRR RRwR待測電阻的額定電流，應選用電流表 ，額定電壓，應選用電壓表 ，由于，因此選用電流表的外接法；再確定控制電路，由可知，應選擇限流電路，電路圖如下解析：圖所示