高中物理选修3-1沪科版课件：3.4 多用电表电路分析与设计 (共28张PPT)

高中物理学习材料唐玲收集整理第3章 3.4(本栏目内容，学生用书中以活页形式分册装订成册！)1．关于电流表，下列叙述中不正确的是( ) A ．电流表必须与电路串联 B ．电流表所测得的值比真实值小 C ．电流表的内阻越大，则测量越准确 D ．电流表的内阻越小，则测量越准确【解析】 电流表是串联在电路中，其内阻越大，对电路影响越大． 【答案】 C2．有一只电压表它的内阻是100 Ω，量程是0.2 V ．现要改装成量程10 A 的电流表，电压表上应( )A ．并联0.002 Ω的电阻B ．并联0.02 Ω的电阻C ．并联50 Ω的电阻D ．串联4 900 Ω的电阻【解析】 改装电流表应是并联分流电阻，扩大电流表量程则⎝ ⎛⎭⎪⎫10－0.2100R ＝0.2 R ＝0.02 Ω.【答案】 B3.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A 1、A 2和两个电压表V 1、V 2.已知电流表A 1的量程大于A 2的量程，电压表V 1的量程大于V 2的量程，改装好后把它们按右图所示接入电路，则( )①电流表A 1的读数大于电流表A 2的读数 ②电流表A 1的偏转角小于电流表A 2的偏转角③电压表V1的读数小于电压表V2的读数④电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角A．①②B．②③C．③④D．①④【解析】由于表头相同，不管是并联还是串联，流过表头的电流相同，故偏转角度相同，所以②错、④对．又由于A1、V1的量程大，在相同偏转角的情况下示数大，故①对、③错，故选D.本题有一定难度．【答案】 D4．下列说法中正确的是( )A．欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞B．用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的C．用欧姆表测电阻时，指针越接近刻度盘中央，误差越大D．用欧姆表测电阻，选不同量程时，指针越靠近右边误差越小【答案】 A5．把一个量程为5 mA的电流表改装成欧姆表R×1挡，电流表的内阻是50 Ω，电池的电动势是1.5 V，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的3/4位置时，被测电阻的阻值是( )A．50 ΩB．100 ΩC．16.7 ΩD．400 Ω【答案】 B6．如下图(a)所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是(b)图中的( )【答案】 A7.如右图所示中B为电源，R1、R2为电阻，S为开关．现用多用电表测量流过电阻R2的电流．将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是( )A．保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处B．保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处C．保持S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处D．保持S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处【解析】用多用电表直流电流挡测电流时，必须先断开开关，然后将多用电表的红表笔接a，黑表笔接b进行测量，如果不断开开关，因为电流表有内阻，开关把电流表短路，测不出电流或测得电流很小；红表笔接a，是保证电流从红表笔往里进，这是由电表内部构造决定的．【答案】 C8．把表头G改装成电流表时，正确的说法有( )A．改装原理为串联电阻能减小电流B．改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变C．改装后，表头G自身的电阻增大了D．改装后使用时，通过表头G的电流就可以大于改装前允许通过它的最大电流【答案】 B9．一个电压表是由电流表G和电阻R串联而成，如右图所示．若使用中发现电压表的示数总比准确值稍小一些，采取下列哪种措施可以改进( ) A．在R上串联一个比R小得多的电阻B．在R上串联一个比R大得多的电阻C．在R上并联一个比R小得多的电阻D．在R上并联一个比R大得多的电阻【解析】电压表的读数比准确值稍小一些，表明附加的分压电阻R稍大一些，只有使R的阻值稍减小一些，才能使电压表的准确度得以改进．在R上再串联一个电阻显然是不行的．并联一个电阻时，由于并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，可见应该并联一个比R大得多的电阻．所以应选D.【答案】 D10．一个量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如右图所示，今在此表两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表电阻1/2，使之成为一个新电表，则对于这个新电表，图示刻度盘上每小格表示__________A.【解析】由并联电路的电流分配关系知，流过原电流表的电流I1与流过并入电阻的电流I2之比为I1∶I2＝1∶2，则当改装后的新表通入电流时，若指针刚好偏转1格，则原电流表中有I1＝0.02 A的电流流过，并入的电阻上有I2＝0.04 A的电流流过．故对于新电流表，图示刻度盘上每一小格表示的电流大小为I ＝I 1＋I 2＝0.06 A.【答案】 0.0611．如右图是一个电流表、电压表两用表的电路，电流表G 的量程是100 μA ，内阻是1 000 Ω，电阻R 1＝0.1 Ω，R 2＝99 k Ω，当双刀双掷电键接到a 、b 上时，电流表G 改装为的是什么表？其量程是多少？当双刀双掷电键接到c 、d 上时，电流表G 改装为的是什么表？其量程是多少？【解析】 当双刀双掷电键接到a 、b 上时，首先要看清电路构成，经分析电路转换成图甲所示的电路(注意的是双刀双掷电键的手柄是绝缘的，即合到a 、b 上时，电流无法从a 沿手柄直接到b )，此时小电阻R 1与电流表G 并联，R 1起分流作用，电流表G 改装成电流表．根据并联电路的特点有：I g R g ＝(I －I g )R 1电流表的量程为：I ＝I g (R g ＋R 1)R 1＝0.000 1×(1 000＋0.1)0.1A ＝1 A当双刀双掷电键接到c 、d 上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R 2与电流表G 串联，R 2起分压作用，所以，电流表G 改装成电压表．根据串联电路的特点，电压表的量程为：U ＝I g (R g ＋R 2)＝0.000 1×(1 000＋99 000)V ＝10 V.【答案】 电流表 1 A 电压表 10 V12．将满偏电流I g ＝300 μA 、内阻未知的电流表G 改装成电压表，并进行校准．(1)利用右图所示的电路测量电流表G 的内阻(图中电源的电动势E ＝4 V)：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的23，读出此时R ′的阻值为200 Ω，则电流表内阻的测时值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R 0＝________Ω的电阻．(3)把改装好的电压表与标准电压表进行校准，在虚线框中试画出实验电路图，并在下图中画出实物连接图．【解析】 (1)调节R 使电流表指针偏转到满偏刻度后，保持R 不变，即要保持电路中总电流为I g 不变．闭合S 2后，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的23，说明通过R ′的电流为：I g －23I g ＝13I g ，由并联电路特点知：23I g R g ＝13I g R ′可得：R g ＝12R ′＝100 Ω.(2)将电流表改装成量程为3 V 的电压表，需要跟电流表串联一个分压电阻，由串联电路的特点知：I g (R g ＋R 0)＝3 V.解得：R 0＝9 900 Ω.(3)对改装好的电压表进行校准时要注意两点：一是改装好的电压表与标准电压表并联；二是滑动变阻器接成分压式(可校准的范围大)．【答案】 (1)100 (2)串联 9 900 (3)如下图所示．。

学案4多用电表电路分析与设计[目标定位] 1.掌握将小量程电流表改装成大量程电压表的原理，并进行有关计算.2.掌握将小量程电流表改装成大量程电流表的原理，并进行有关计算．一、多用电表测电压电路实验室有一表头G，满偏电流为5 mA，电阻为100 Ω，现在欲用它作为电压表测量5 V的电压，能直接测量吗？若不能，应采取什么措施？[要点总结]1．小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻：电流表G的电阻R g叫做电流表的内阻．(2)满偏电流：指针偏转到____________时的电流I g叫做满偏电流．(3)满偏电压：电流表G通过____________时，加在它两端的电压U g叫做满偏电压．2.把满偏电流为I g、内阻为R g的电流表改装成量程为U的电压表，需将表头________联一个分压电阻，如图1所示．图1(1)由U＝I g R g＋______________得R x＝________________.(2)改装后的电压表内阻为R V＝________________.3．要改装成双量程电压表，其表头需串联__________个电阻，如图2所示．图2例1有一个电流计G，内电阻R g＝10 Ω，满偏电流I g＝3 mA.(1)要把它改装成量程为3 V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)若要把它改装成量程为15 V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后的电压表的内阻是多大？二、多用电表测电流电路有一个满偏电流I g＝50 μA、内阻R g＝1 000 Ω的电流表，现在想把它改装成一个量程为0～3 A的电流表，应如何做？[要点总结]1．小量程电流表改装成大量程电流表需________联一个分流电阻．2．满偏电流为I g、内阻为R g的电流表改装成量程为I的电流表的电路如图3所示．图3(1)由I g R g＝(I－I g)R x得R x＝____________________(2)改装后的电流表内阻为R A＝R x R g R x＋R g.3．双量程电流表的电路中需接两个电阻，电路结构如图4所示．图4例2 一个电流表的电阻R A 为0.18 Ω，最大量程为10 A ，刻度盘分为100个刻度．现将其最大量程扩大为100 A ，需______联一个______Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示______A ；新的电流表的内阻为______Ω.针对训练 有一只满偏电流I g ＝5 mA ，内阻R g ＝400 Ω的电流表G.若把它改装成量程为10 V 的电压表，应____________联一个________ Ω的分压电阻．该电压表的内阻为________ Ω；若把它改装成量程为3 A 的电流表，应________联一个________ Ω的分流电阻，该电流表的内阻为________ Ω. 三、伏安法测电阻电压表、电流表都是由小量程的电流表改装而成，电压表的内阻不是无穷大，电压表与电阻并联时是否会分流？电流表的内阻不是零，电流表与电阻串联时是否会分压？用伏安法测量电阻R 时，电表的内阻对测量结果是否有影响？[要点总结]1．电流表外接法：如图5甲所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R ＝U I 可知，R 测________R 真(填“＞”“＜”或“＝”)，R 越小，电压表分流越小，误差越小．因此这种接法适合测________(填“大”或“小”)电阻．图52．电流表内接法：如图乙所示，由于电流表的分压，导致电压U 的测量值偏大，由R ＝UI 得R 测________R 真(填“＞”“＜”或“＝”)，R 越大，电流表的分压越小，误差就会越小．因此这种接法适用于测量________(填“大”或“小”)电阻．例3 用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值．如图6所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60 mA ，电压表示数为2.50 V ；按照(b)图时，电流表示数为5.00 mA，电压表示数为2.30 V，比较这两次结果，正确的是()图6A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 ΩB．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 ΩC．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 ΩD．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω1．(电表的改装)(多选)将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍D．通电时，通过电流表和分压电阻的电流一定相等2．(电表改装原理)如图7所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是()图7A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程减小D．上述说法都不对3．(伏安法测电阻)(多选)如图8所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻R x的下列说法正确的是()图8A．R x的测量值比真实值大B．R x的测量值比真实值小C．R x的真实值为99.8 ΩD．R x的真实值为100.2 Ω4．(电流表的改装)有一个量程为0.5 A的电流表，与阻值为1 Ω的电阻并联后通入0.6 A的电流，电流表的示数为0.4 A，若将该电流表的量程扩大为5 A，则应________联一个阻值为________ Ω的电阻．答案精析知识探究 一、不能直接测量．由于表头的满偏电压U g ＝I g R g ＝0.5 V ，小于要测量的电压，应给表头串联一分压电阻． 要点总结1．(2)最大刻度 (3)满偏电流 2．串 (1)I g R x U －I g R gI g(2)R g ＋R x 3．两 典型例题例1 (1)990 Ω 1 000 Ω (2)4 990 Ω 5 000 Ω 解析 (1)表头G 的满偏电压U g ＝I g R g ＝0.18 V 分压电阻R 1两端的电压U R 1＝U 1－U g ＝2.97 V 串联电阻的阻值为R 1＝U R 1I g＝990 Ω改装后的内阻为R V1＝U 1I g ＝30.003 Ω＝1 000 Ω.(2)分压电阻R 2两端的电压U R 2＝U 2－U g ＝14.97 V 串联电阻的阻值R 2＝U R 2I g ＝14.970.003 Ω＝4 990 Ω改装后的内阻R V2＝U 2I g ＝150.003 Ω＝5 000 Ω.二、利用并联电阻的分流作用，可并联一个分流电阻R ，使当表头满偏时，通过表头和R 的总电流为3 A.如图所示，根据I g R g ＝I R ·R ， I R ＝I －I g 得R ＝I g R g I －I g ＝50×10－6×1 0003－50×10－6Ω ≈0.0167 Ω. 要点总结 1．并2．(1)I g R gI －I g典型例题例2 并 0.02 1 0.018解析 扩大电流表的量程，需要并联一个分流电阻，电路如图．分流电阻为R ＝I A R AI －I A＝0.02 Ω，扩大后每个刻度表示电流值为：I 0＝100100 A ＝1 A ，扩大后电流表的内阻为R 与R A 的并联电阻： R 内＝RR AR ＋R A＝0.018 Ω.针对训练 串 1 600 2 000 并 0.668 0.667解析 改装成电压表时应串联一个分压电阻．由欧姆定律得U ＝I g (R g ＋R 1)，分压电阻R 1＝UI g －R g ＝105×10－3Ω－400 Ω＝1 600 Ω，该电压表内阻R V ＝R g ＋R 1＝2 000 Ω. 改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得I g R g ＝(I －I g )R 2. 分流电阻R 2＝I g I －I g R g ＝5×10－3×4003－5×10－3 Ω≈0.668 Ω.该电流表内阻R A ＝R 2R gR 2＋R g≈0.667 Ω. 三、会分流 会分压 有影响 要点总结 1．< 小 2．> 大 典型例题例3 B [比较题图(a)、(b)的电压读数，可知ΔU ＝0.20 V ，则ΔU U ＝0.202.50＝0.18；电流变化ΔI＝0.40 mA ，则ΔI I ＝0.404.60≈0.187，可见ΔI I >ΔUU ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，即按照(a)图所示电路测量电阻R x ，R x ＝ 2.5 V4.60×10－3 A ≈543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B 正确．] 达标检测1．BD 2.B 3.AC 4．并 0.186解析 电流表内阻R g ＝(0.6－0.4)×10.4Ω＝0.5 Ω，当量程扩大为5 A 时，I g ′＝0.5 A ，分流电流I R ＝(5－0.5) A ＝4.5 A ，所以分流电阻R ＝U g ′I R ＝I g ′R g I R ＝0.5×0.54.5Ω≈0.186 Ω.。