高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3_1 学习使用多用电表学业分层测评 沪科版选修3-1

学习使用多用电表教学建议在学习使用多用电表一节中,教师对多用电表的主要结构、功能和使用方法以及注意事项的介绍尤为重要。

建议从多用电表的功能、使用方便说起,并打开其后盖让学生看看它的内部电路,告诉学生这个电路并不复杂,均是用串并联的方式连接起来的。

用多用电表的多用功能、使用方便,电路结构并不复杂等价值因素诱发学生学习使用多用电表的兴趣并认真听教师的讲解,仔细阅读教材的介绍。

接着放手让学生参照教材进行“测量电压、电流、电阻和判断晶体二极管的极性”四个探究活动。

最后教师要让学生谈谈使用多用电表的体会,同时穿插与四个活动相关的问题让学生交流讨论,看看学生对多用电表的使用掌握到什么程度。

1.用多用电表测量定值电阻过程中要让学生知道:(1)尽管欧姆表的刻度是从“零”到“无穷大”,但如果指针偏转过大或过小,误差都比较大,应选择适当倍率的欧姆挡,使测量时表针指示在刻度盘的中间区域。

若不知道待测电阻的大致阻值,可以先用中等倍率的挡位试测,然后根据情况再选择合适挡位再测。

(2)每一次换用不同倍率的欧姆挡,都要进行电阻调零。

2.用多用电表测量二极管的正反向电阻过程中要让学生知道:(1)二极管有单向导电性,电流从正极流入时电阻较小,电流从负极流入时电阻较大。

(2)用欧姆挡测量电阻时,在电表内部电流方向是从红表笔流到黑表笔,在电表外部电流从黑表笔流到红表笔。

这样二极管接入欧姆表的红、黑表笔间时,正接电阻较小,反接后电阻较大。

电阻较小时与黑表笔连接的那个极就是二极管的正极,电阻较大时与黑表笔连接的那个极是二极管的负极。

本章选多用电表为载体的目的是创设探究情境,这一探究情境既包含有实物感性的激发,又涉及创造理性问题思考的氛围,力求让学生在实践和理性探究的过程中,学习与电路相关的知识,领悟探究过程中的科学思想、方法的意义和价值,同时感悟情感、态度和价值观在探究过程中的作用。

参考资料多用电表用途“多”1.检测大容量电容器对于容量较大(1μF以上)的电容器,可用多用电表的电阻(R×100挡或R×1k挡)进行简易检测。

多用电表电路分析与设计一、选择题（一）1.(多选)关于电压表,以下说法中正确的是()A.电压表与电流表有本质的不同B.由于电压表可视为一个电阻,所以对于流经电流表的不同电流,电流表两端有不同的电压值C.把电流表改装成电压表时,电压表量程越大,其内阻越大D.当用电压表测某电路两端的电压时,测量值总是大于真实值解析:电压表是由电流表串联上分压电阻而改装的,通过流经电流表的电流显示电压,选项A错误,选项B正确。

改装的电压表量程越大,所串联的分压电阻越大,所以选项C正确。

把电压表并联在某电路两端测电压时,由于电压表内阻不是无限大,导致测量值总小于真实值,故选项D错误。

答案:BC2.(多选)两个电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。

为了测量15 V~20 V的电压,拟将两电压表串联使用,这种情况下()A.两个电压表的读数相等B.两个电压表的指针偏转角度相等C.两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比解析:改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为R=(n-1)R g,用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要的分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1<R2,当两电压表串联时,根据串联电路中的分压原理,应有U1∶U2=R1∶R2,即内阻大的分压大,选项A错误,选项C正确。

两表的偏角取决于过表头的电流,将两电压表串联后的原理图如图:可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,选项B正确,选项D错误。

答案:BC3.有一个电压表,它的内阻是100 Ω,量程为0.2 V,现要改装成量程为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:改装前电压表的满偏电流为I g=U gU g =0.2100A=2×10-3A由电流表的改装原理可知需再并联一个电阻R x=U gU-U g =0.210-2×10-3Ω≈0.02Ω。

【学案导学设计】2014-2015学年高中物理第3章从电表电路到集成电路章末综合检测卷沪科版选修3-1(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为6.4×10－7 m2的导线，那么电路中的电流是()A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA答案 D2．如图1所示，图中1、2为两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系图像，可知两电阻大小之比R1∶R2等于()图1A．1∶3 B．3∶1C．1∶ 3 D.3∶1答案 A3．如图2所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是()图2A．V2的示数是V1的2倍B．V3的示数是V1的2倍C．V3的示数是V2的2倍D．V2的示数是V3的2倍答案 B4．半导体温度计是用热敏电阻制造的，如图3所示，如果待测点的温度升高，那么()图3A．热敏电阻变大，灵敏电流表示数变大B．热敏电阻变大，灵敏电流表示数变小C．热敏电阻变小，灵敏电流表示数变大D．热敏电阻变小，灵敏电流表示数变小答案 C解析热敏电阻在温度升高时电阻减小得非常迅速，用它制造的半导体温度计在待测点温度升高时电阻变小，与之串联的灵敏电流表示数变大．故选C.5．如图4所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻为1 Ω，电压表内阻为5 000 Ω，Rx约为10 Ω，则哪个图测量结果较为准确，测量值比真实值偏大还是偏小()图4A．甲电路，偏大B．甲电路，偏小C．乙电路，偏大D．乙电路，偏小答案 B6．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μA答案 A解析由R＝ρL/S得R≈3.18×108 Ω，所以I＝U/R≈0.31 μA.二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 7．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等部分串联而成的．有关欧姆表的使用和连接方法，下列说法正确的是()A．测电阻前要使红黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零B．红表笔与表内电池正极相连接，黑表笔与表内电池负极相连接C．红表笔与表内电池负极相连接，黑表笔与表内电池正极相连接D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越大答案AC解析每次测量电阻之前都要进行欧姆调零，所以A正确．由欧姆表内部结构可知B错，C对．测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻阻值越小，故D 错．故正确答案为A、C.8.两只定值电阻串联接在电压恒定的电路中，如图5所示，现用甲、乙两只电压表先后测量同一个电阻R1两端的电压，甲表的读数为10.3 V，乙表的读数为10.5 V，下列说法正确的是()图5A．甲表的读数比乙表的读数更接近该电阻两端原来的电压值B．乙表的读数比甲表的读数更接近该电阻两端原来的电压值C．甲表的内阻比乙表的内阻大D．乙表的内阻比甲表的内阻大答案BD9.如图6为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为220 V ，由此可知( )图6A ．ab 间电路通，cd 间电路不通B ．ab 间电路不通，bc 间电路通C ．ab 间电路通，bc 间电路不通D ．bc 间电路不通，cd 间电路通答案 CD解析 由于用交流电压表测得b 、d 两点间电压为220 V ，这说明ab 间电路是通的，bc 间电路不通或cd 间电路不通；由于用交流电压表测得a 、c 两点间为220 V ，这说明cd 间电路是通的，ab 间电路不通或bc 间电路不通；综合分析可知bc 间电路不通，ab 间、cd 间电路通，即选项C 、D 正确．10．某导体中的电流随其两端电压的变化，如图7所示，则下列说法中正确的是( )图7A ．加5 V 电压时，导体的电阻为5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻为1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小答案 AD解析 曲线上某一点的U I值表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5 V 电压时，U I 值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，U I值增大，即电阻增大，综合判断可知A 、D 项正确，B 、C 项错误．三、实验题(本题共2小题，共16分)11．(8分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A ．待测电阻Rx(大约100 Ω)B ．直流毫安表A1(量程0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流毫安表A2(量程0～40 mA ，内阻约40 Ω)D ．直流电压表V1(量程0～3 V ，内阻约5 kΩ)E ．直流电压表V2(量程0～15 V ，内阻约15 kΩ)F ．直流电源(输出电压4 V ，内阻不计)G ．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)H ．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________________________，直流电压表应选____________________(填器材前的序号)．(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些．(3)用铅笔按电路图将实物图8连线．图8答案 (1)C D (2)电路图见解析图 (3)实物图见解析图解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ，待测电阻Rx 阻值约为100 Ω，故通过Rx 的最大电流约为40 mA ，所以直流毫安表应选C ；直流电压表若选15 V 量程的，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；由于RV Rx ＝5 000100＝50>Rx RA ＝10040＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图所示：(3)根据电路图，实物图连线如图所示：12．(8分)发光二极管是某些电路上做指示用的一种电子元件(可看做纯电阻)，在电路中的符号为.只有电流从所标的“＋”号的一端输入，从所标的“－”号一端流出时，它才能发光．厂家提供的某二极管的U －I 图像如图9所示．图9(1)若使用电动势为12 V 、内阻可以忽略不计的电源对二极管供电，且二极管正常工作(工作电压为2 V)，则需要在电源和二极管之间________(填“串联”或“并联”)一个电阻，其阻值为________．(2)已知二极管允许的最大电流为56 mA.选用下列器材可验证这种元件的U －I 曲线与厂家提供的是否一致．A ．1.5 V 的干电池两节；B ．0～50 Ω的滑动变阻器一个；C ．量程为15 V 、内阻约为50 kΩ的电压表一只；D ．量程为3 V 、内阻约为20 kΩ的电压表一只；E ．量程为3 mA 、内阻约为0.01 Ω的电流表一只；F ．量程为100 mA 、内阻约为5 Ω的电流表一只；G ．待测发光二极管一只；H ．导线、开关等．为准确、方便地进行检测，电压表应采用________，电流表应采用________．(填字母符号)(3)在下面图10中画出检测二极管所用的电路图．图10答案 (1)串 500 Ω (2)D F (3)原理图见解析图解析 (1)根据串联电阻的分流作用，应该给二极管串联一个分压电阻；当二极管电压为2 V时，从U －I 图线上可以读出，其电流为20 mA ，所以串联电阻的阻值R ＝E －U I ＝12－20.02Ω＝500 Ω.(2)因为电源电动势为3 V ，电压表选3 V 量程；二极管允许通过的电流为几十毫安，所以电流表选用100 mA 量程．(3)由二极管的U －I 图线可以看出，二极管的电阻约为几十欧，RV Rx >Rx RA，所以选电流表外接法；为测出包括电压0在内的U 、I 值，采用滑动变阻器分压式接法．电路图如图所示．四、计算题(共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)如图11甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，电解液的电阻率ρ是多少？图11答案 40 Ω·m解析 由题图乙可求得电解液的电阻为R ＝U I ＝105×10－3Ω＝2 000 Ω 由题图甲可知电解液长为L ＝a ＝1 m横截面积为S ＝bc ＝0.02 m2由电阻定律R ＝ρL S得 ρ＝RS L ＝2 000×0.021Ω·m ＝40 Ω·m. 14．(10分)一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg ＝500 Ω、满偏电流为Ig ＝1 mA 的电流表，现改装成量程分别为10 V 和100 V 的两个量程，则所串联的电阻R1和R2的阻值分别为多大？答案 9 500 Ω 90 000 Ω解析 Ug ＝IgRg ＝1×10－3×500 V ＝0.5 V ，R1＝U －Ug Ig ＝10－0.51×10－3Ω＝9 500 Ω， R2＝U′－Ug Ig －R1＝100－0.51×10－3Ω－9 500 Ω＝90 000 Ω. 15．(12分)如图12所示，电路两端电压U ＝6 V ，定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ.图12(1)若在ab 之间接一个C ＝100 μF 的电容器，闭合开关S ，电路稳定后，求电容器上所带的电量；(2)若在ab 之间接一个内阻RV ＝4.8 kΩ的电压表，求电压表的示数．答案 (1)4×10－4 C (2)3 V解析 (1)设电容器上的电压为UC.UC ＝R2R1＋R2U 电容器的带电量Q ＝CUC 解得：Q ＝4×10－4 C(2)设电压表与R2并联后电阻为R 并R 并＝R2RV R2＋RV则电压表上的电压为：UV ＝R 并R1＋R 并U 解得：UV ＝3 V.16．(12分)如图13所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A 、B 两端电压UAB ＝8 V.图13(1)当开关S 断开时，移动滑片P ，R2两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当开关S 闭合时，移动滑片P ，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？答案 (1)4.8 V ～8 V (2)3.43 V ～8 V解析 (1)当开关S 断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R3及R1的下部不接在电路中，当滑片P 在最上端时，R2上获得的电压最大，此时R1接入电路的电阻为零，因此R2上的最大电压等于UAB ＝8 V ．当滑片P 在最下端时，R1的全部与R2串联，此时R2上的电压最小，UR2＝R2R1＋R2UAB ＝4.8 V ，所以R2上的电压变化范围为4.8 V ～8 V . (2)当开关S 闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P 在最下端时，R2上的电压最小，此时R2与R3并联，再与R1的全部串联，R2与R3的并联电阻R′＝R22＝150 Ω，电压为U′＝R′R1＋R′UAB ＝150200＋150×8 V≈3.43 V ，当滑片P 在最上端时，R2上的电压最大等于UAB ＝8 V ，所以R2上的电压范围为3.43 V ～8 V .。

探究电阻定律(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于材料的电阻率，下列说法中正确的是( )A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．纯金属的电阻率比合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【解析】电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，A选项错．金属材料的电阻率随温度升高而增大，半导体材料则相反，B选项错．合金的电阻率比纯金属的电阻率大，C选项对．电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积有关，D选项错．【答案】 C2．(2016·汉中高二检测)有三根电阻丝，它们的长度、横截面积、电阻率分别如下表所示：A．R1B．R2C．R3D．三根电阻丝的阻值一样大【解析】根据电阻定律R＝ρLS知，R3的电阻最大．【答案】 C3．甲、乙两根异种材料的电阻丝，其长度之比是1∶5，横截面积之比是2∶3，电阻之比是2∶5，外加电压之比是1∶2，则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是( ) 【导学号：37930035】A．2∶3 B．3∶4C．4∶3 D．8∶3【解析】根据R＝ρLS，ρ＝RSL，根据已知条件，电阻率之比为4∶3，故C正确．【答案】 C4.如图3­3­7所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm ，当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1 A ；若将C 与D 接入电压为U 的电路中，则电流为( )图3­3­7A ．4 AB ．2 A C.12A D.14A 【解析】 设将A 与B 连入电路时，电阻为R 1，C 与D 连入电路时，电阻为R 2，金属片厚度为h .由电阻定律R ＝ρL S得R 1＝ρab bc ·h ，R 2＝ρbcab ·h， 所以R 1∶R 2＝4∶1，故由I ＝UR得电流之比I 1∶I 2＝R 2∶R 1，所以I 2＝4I 1＝4 A. 【答案】 A5．将一只阻值为几千欧的电阻R 1和一只阻值为千分之几欧的电阻R 2串联起来，则总电阻( )A ．很接近R 1且略大于R 1B ．很接近R 1且略小于R 1C ．很接近R 2且略小于R 1D ．很接近R 2且略大于R 2【解析】 根据串联电路的特点，R 总＝R 1＋R 2，故R 总接近R 1略大于R 1，A 正确． 【答案】 A6．已知通过三个并联支路的电流之比是I 1∶I 2∶I 3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R 1∶R 2∶R 3为( )A ．1∶2∶3B ．3∶2∶1C ．2∶3∶6D ．6∶3∶2【解析】 在并联电路中各部分电压都相等，电流的分配与各支路电阻成反比，所以有R 1R 2＝I 2I 1＝21，R 2R 3＝I 3I 2＝32，所以R 1∶R 2∶R 3＝6∶3∶2. 【答案】 D7．(多选)(2016·宁波高二检测)三个阻值都为R 的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是( )A ．0.5RB ．3RC ．1.5RD.14R 【解析】 三个电阻串联时电阻最大是3R ，B 正确；两个电阻并联时电阻是0.5R ，A 正确；两个电阻并联再和一个电阻串联时总阻值是1.5R ，C 正确；三个电阻并联时电阻最小等于13R ，D 错误．【答案】 ABC8．一根长为0.5 m 的金属丝，横截面积为3.0 mm 2，在它两端加上0.15 V 的电压时，通过金属丝的电流为2.0 A ，求金属丝的电阻率．【解析】 金属丝的电阻R ＝U I ＝0.152.0Ω＝0.075 Ω，由电阻定律R ＝ρL S，得ρ＝R S L ＝0.075×3.0×10－60.5Ω·m＝4.5×10－7Ω·m 【答案】 4.5×10－7Ω·m[能力提升]9．把两根同种材料的电阻丝分别接在两个电路中．甲电阻丝长为L ，直径为d ；乙电阻丝长为2L ，直径为2d .要使两电阻丝通过的电流相等，加在两电阻线上的电压比应满足( )A.U 甲U 乙＝1 B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 【解析】 根据电阻定律R ＝ρL S得，R 甲＝ρL π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22＝ρ4L πd 2；R 乙＝ρ2L π⎝ ⎛⎭⎪⎫2d 22＝ρ2Lπd 2. 由欧姆定律公式I ＝U R ，又因为I 甲＝I 乙，可得U 甲U 乙＝R 甲R 乙＝2.故D 正确． 【答案】 D10．(2016·福州八中高二检测)如图3­3­8所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图，各个等效电阻的阻值都是2 Ω，A 、C 间接一只内阻忽略不计的电流表，如图3­3­10所示接在电路中，若B 、C 两点间加有6 V 的恒定电压，则电流表的示数是( )图3­3­8A ．3 AB ．2 AC ．1 AD ．0【解析】 等效电路如图所示，由串、并联电路的特点可知总电流I ＝UR ＋R 2A ＝2U 3R A ＝2×63×2 A ＝2 A ，所以I A ＝I2＝1 A ．故C 正确．【答案】 C11．如图3­3­9甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 加上电压后，其U ­I 图线如图3­3­9乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ是多少？甲 乙图3­3­9【解析】 由图乙可求得电解液的电阻为R ＝U I ＝105×10－3Ω＝2 000 Ω，由图甲可知电解液长为：L ＝a ＝1 m ， 截面积为：S ＝bc ＝0.02 m 2结合电阻定律R ＝ρL S得ρ＝RS L ＝2 000×0.021Ω·m＝40 Ω·m.【答案】 40 Ω·m12．如图3­3­10所示，R 1＝4 Ω，R 2＝R 3＝2 Ω，R 4＝4 Ω，R 5＝6 Ω，求A ，B 间的等效电阻．【导学号：37930036】图3­3­10【解析】 R 2、R 3串联，如果等效为一个电阻R 23，则R 23＝R 2＋R 3＝4 Ω，此时电路如图(a)所示．(a) (b)R 23与R 4并联，设它们的等效电阻为R 234，则R 234＝R 23·R 4R 23＋R 4＝2 Ω，此时电路如图(b)所示．R 1与R 234串联，设它们的等效电阻为R 0，则R 0＝R 1＋R 234＝6 Ω，此时电路如图(c)所示．(c)R 5与R 0并联，它们的等效电阻就是A ，B 间的电阻值，则R AB ＝R 0·R 5R 0＋R 5＝3 Ω.【答案】 3 Ω。

3.4 多用电表电路分析与设计1．多用电表测电压电路多用电表表头是一个小量程电流表，一般微安电流表的内阻R g 为几百欧姆到几千欧姆，它的满偏电流I g (指针偏转到最大刻度时的电流)为几微安到几十微安。

由欧姆定律可知，它能承受的最大电压U g 仅为几毫伏到几十毫伏。

当把电流表改装为量程为U 的电压表时，应当串联一个电阻R ，该电阻起分压作用，因此叫分压电阻，U ＝U g ＋U R ，即 U ＝I g (R g ＋R )。

预习交流1两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V 1、V 2，如将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表( )。

A ．读数相同B ．指针偏转的角度相同C ．量程大的电压表读数大D ．量程大的电压表读数小 答案：BC2．多用电表测电流电路当把电流表改装成量程为I 的电流表时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，因此叫分流电阻，I ＝I g ＋I R ，即gg g IR I IR=+。

预习交流2表头改装成量程为I 的电流表后，指针满偏时流过表头的电流是否仍是I g ？用此电流表测量某电流时，若指针在满刻度的一半处，则读数是否为I g /2?答案：表头改装成电流表后，指针满偏时流过表头的电流仍是I g 。

将此改装表测量的电流读数应为I /2而非I g /2，因为此电流应是表头和并联电阻的总电流。

一、将表头改装成电压表(1)利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？ (2)如何将表头改装成电压表？答案：(1)利用表头能够测量的最大电流是I g ，最大电压是U g ＝I g R g 。

(2)将表头改装成电压表①原理：表头G 的额定电压U g 较小，如果用于测电压，其量程太小，要想量度较大的电压，可以给电流表串联一个电阻R ，分担一部分电压，R 称为分压电阻，如图所示。

②分压电阻的计算 由串联电路的特点得：g ggU UR R R =+，解得：R ＝(1)g g U R U -。

学案5 逻辑电路与集成电路[学习目的定位] 1.初步理解简单的逻辑电路及表示符号.2.通过实验理解“与〞、“或〞和“非〞门电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系，会用真值表表示一些简单的逻辑关系.3.初步理解集成电路的作用及开展情况．一、“与〞门电路1．假如一个事件的几个条件都满足后，这个事件才能发生，我们把这种关系称为“与〞逻辑关系．2．具有“与〞逻辑关系的电路称为“与〞门电路，简称“与〞门．我们把“与〞门电路表示为，符号“&〞表示“和〞、“与〞，就是英文“and〞的意思．二、“或〞门电路1．假如几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或〞逻辑关系．2．具有“或〞逻辑关系的电路叫做“或〞门电路，简称“或〞门．我们把“或〞门电路表示为，符号“≥1”表示A、B输入数字之和必须大于或等于1.三、“非〞门电路1．输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫“非〞逻辑关系．2．具有“非〞逻辑关系的电路叫做“非〞门电路．“非〞门电路也称为反相器．我们把“非〞门电路表示为.四、集成电路1．集成电路是将二极管、三极管、电阻和电容等元件，按照电路构造的要求制作在一小块半导体材料上，形成一个完好的、具有一定功能并经过封装而制成的电路．2．集成电路跟由分立元件组装的普通电路相比，具有重量轻、体积小、性能好和省电等多项明显优势.一、“与〞门电路[问题设计]如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡Z，显然，只有A“与〞B同时闭合时，灯泡Z才会亮．在这个事件中，“A、B同时闭合〞是条件，“灯泡Z亮〞是结果．那么：图1(1)事件的两个条件需满足几个，事件才能发生？(2)条件结果开关A 开关B 灯泡Z断断断通通断通通(3)假如把开关的“通〞记为1，“断〞记为0，把灯“亮〞记为“1”，“熄〞记为0，把上面表格用1、0表示．答案(1)两个条件都满足(2)熄熄熄亮(3)输入输出A B Z0 0 00 1 01 0 01 1 1[要点提炼]“与〞门电路状态表输入输出A B Z0 0 00 1 01 0 01 1 1二、“或〞门电路[问题设计]如图2所示，两个开关A、B并联，控制同一灯泡Z，在这个电路中，A“或〞B闭合时，灯泡Z亮．图2(1)条件A、条件B满足几个时，事件就能发生？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Z是亮还是熄).条件结果开关A 开关B 灯泡Z断断断通通断通通(3)假如把开关的“通〞记为1、“断〞记为0，把灯“亮〞记为“1”、“熄〞记为0，把上面表格用1、0表示．答案(1)满足两个条件中的一个(2)熄亮亮亮(3)输入输出A B Z0 0 00 1 11 0 11 1 1[要点提炼]“或〞门电路状态表输入输出A B Z0 0 00 1 11 0 11 1 1三、“非〞门电路[问题设计]如图3所示，当开关A接通时，灯泡Z被短路而不亮；当开关A断开时，灯泡Z是通路而被点亮．图3(1)条件A和事件Z之间的关系如何？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Z是亮还是熄).条件结果开关A 灯泡Z断通(3)假如把开关的“通〞记为1、“断〞记为0，把灯“亮〞记为“1”、“熄〞记为0，把上面表格用1、0表示．答案(1)条件A满足，事件Z不发生，二者总是相反关系．(2)亮熄(3)输入输出A Z0 11 0[要点提炼]“非〞门电路状态表输入输出A Z0 11 0四、复合门电路1．“与非〞门一个“与〞门电路和一个“非〞门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非〞门，如图4所示．图42．“或非〞门一个“或〞门电路和一个“非〞门电路组合在一起，组成一个“或非〞门，如图5所示．图5一、三种门电路例1在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上，只要有开关处于断开状态，报警灯就发光．能实现此功能的电路是()解析能实现此功能的电路是“或〞门电路，选项D正确．答案 D二、复合门电路例2如图6所示，低电位报警器由两个根本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报．其中()图6A．甲是“与〞门，乙是“非〞门B．甲是“或〞门，乙是“非〞门C．甲是“与〞门，乙是“或〞门D．甲是“或〞门，乙是“与〞门解析由题图知乙为“非〞门，假如蜂鸣器发出警报说明乙的输入端为低电压，即甲的输出端为低电压，而此时甲的输入端为低电压，故甲为“或〞门或“与〞门．假设甲为“与〞门，那么甲的输入端为高电压时，蜂鸣器也发出警报，与题意不符，故甲为“或〞门电路，故B 正确．答案 B1．(门电路的判断)下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路()输入M 0 1输出N 1 0A．“与〞门B．C．“或〞门D．“与非〞门答案 B解析由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，应选B.2．(门电路的理解)在逻辑门电路中，假设输入信号中至少有一个为“1”，那么输出为“1”的逻辑门电路是()A．与门电路B．或门电路C．非门电路D．都不可能答案 B解析要求输入信号中至少有一个为“1〞，输出就为“1〞，那么要求为“1＋1＝1”或是“1＋0＝1”，所以满足要求的是或门电路．3．(门电路的理解)隧道里有一个警报器，在隧道的两端各有一个开关，在出现危险时要求不管接通哪一个开关都能使警报器报警，那么应设计的电路为()A．“与〞门电路B．“或〞门电路C．“非〞门电路D．上述答案都有可能答案 B解析要求不管接通哪一个开关都能使警报器报警，这表达了“或〞逻辑关系，故只有B项正确．A、C、D三项都不对．题组一门电路的理解与应用1．在如图1所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，那么在C 和D端输出的电信号分别为()图1A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0答案 C解析B端输入电信号“0〞时，经过“非〞门在D端输出电信号“1〞，同时，该电信号与A 端输入的电信号“1〞一起输入“与〞门，那么在C端输出电信号“1〞．2．结合国安理睬每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成票或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，不通过为“0”，那么这个表决器应具有哪种逻辑关系()A．“与〞门B．“或〞门C．“非〞门D．“与非〞门答案 A解析结合国安理睬每个常任理事国都拥有否决权，说明只有所有的常任理事国通过了，提案才能通过，表达的是一种“与〞门的逻辑关系．3.如图2为监控汽车平安带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．驾驶员未系平安带时开关S′闭合，系好平安带时S′断开．要求当驾驶员启动汽车但未系平安带时蜂鸣器才报警．那么在图中虚线框内应接入的元件是()图2A．“非〞门B．“或〞门C．“与〞门D．“与非〞门答案 C解析只有当驾驶员启动汽车且未系平安带时蜂鸣器才报警，表达了一种“与〞的逻辑关系，应选C.题组二复合门电路4.如图3所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯亮，输出端为“0”，指示灯不亮，现要使灯亮，那么A、B两输入端分别是()图3A．“1”、“1” B．“0”、“0”C．“1”、“0” D．“0”、“1”答案 B解析要使灯亮，“非〞门的输出应该为“1〞，故“非〞门的输入为“0〞，那么“或〞门的两个输入端都应该为零．5．如图4所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端Z输出0时，A、B端的输入分别是()图4A．0、0 B．0、1 C．1、0 D．1、1答案 A解析当C端输入1，输出端Z输出0时，可知“与〞门的另一输入端(即“或〞门的输出端)必为0，故“或〞门的输入端，即A、B端的输入分别为0、0，应选A.6.如图5所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入“0”时，A、B端输入何值时，输出端Z输出“1”()图5A．0、0 B．0、1C．1、0 D．1、1答案 D解析由输出端Z输出为“1〞，C端输入为“0〞，可知“或〞门的另一输入端(即“与〞门的输出端)必为“1〞，故“与〞门输入端A、B必为1、1，D正确．题组三综合题组7．如图6所示为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图像，那么以下选项中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图像是()图6答案 A解析题图为与门电路，所以A、B输入端都是高电势时，输出才为高电势，故A正确．8.由门电路构成的一简单控制电路如图7所示，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻受到光照时小灯泡L不亮；不受光照时，小灯泡L亮．该逻辑电路是______________门电路，该控制电路可以用在______________________控制系统中(举一个例子)．图7答案“非〞城市路灯解析光照光阴敏电阻阻值减小，门电路的输入端电势升高，灯不亮，说明门电路输出端电势降低，输出状态与输入状态相反，故为“非〞门电路．9．电动机的自动控制电路如图8所示，其中RH为热敏电阻，RL为光敏电阻，当温度升高时，RH的阻值远小于R1；当光照射RL时，其阻值远小于R2.为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选______门逻辑电路；假设要进步光照时电动机启动的灵敏度，可以________R2的阻值(填“增大〞或“减小〞)．图8答案“或〞增大解析此题考察逻辑电路以及热敏电阻．为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时，输入为1，输出为1，所以是“或〞门电路．因为假设要进步光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大R2.10．图9为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警．该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用________门电路，虚线框乙内应选用________门电路．(选填“与〞“或〞或“非〞)图9答案或或解析由题意知，一扇门、两扇窗只要一个不闭合，报警器就会报警，符合只要满足一个条件，结果就能发生的特点，所以甲、乙框内电路都应该是“或〞门．11.两只晶体二极管组成如图10所示电路，A、B为输入端，Z为输出端，那么该电路是什么逻辑电路．图10答案“或〞逻辑电路解析根据二极管的特点，只要在二极管上加上正向电压，那么二极管即可导通．由题中电路构造可知，D1、D2两个二极管只要有一个导通，或者两个都导通，那么整个电路就会导通，因此该电路是符合“或〞逻辑关系的门电路．12．如图11所示表示输入端A、B的电势随时间变化的关系，假如它是“或〞门电路的输入端，请在图12所示的坐标系中画出输出端的电势随时间变化的关系．图11图12答案见解析图解析“或〞电路应符合“或〞逻辑关系，故UA、UB中任何一个有输入电压时都会有输出电压．。

逻辑电路与集成电路(建议用时：45分钟)[学业达标]1．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为( )A．“与”门电路B．“非”门电路C．“或”门电路D．上述答案都有可能【解析】走廊两端的开关，只要满足其中1个为“1”，则输出端就为“1”，故满足Z＝A＋B，即体现了“或”逻辑，故C正确．A、B、D错误．【答案】 C2．(多选)在逻辑电路中，哪一种逻辑门电路是当所有输入均为“0”时，输出不是“1”()A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．都不可能【解析】根据“与”门电路、“或”门电路和“非”门电路的真值表可知当“与”门电路所有输入为“0”时，输出是“0”，当“非”门电路所有输入为“0”时，输出是“1”，当“或”门电路所有输入为“0”时，输出是“0”，故A、B正确，C、D错误．【答案】AB3．关于如图3­5­6所示门电路的符号，下列说法中正确的是( )甲乙丙图3­5­6A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门C．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门D．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门【解析】甲为“非”门，乙为“或”门，丙为“与”门的符号，故C正确．【答案】 C4．有一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )输入输出M N0 110A.“与”门C．“或”门D．“与非”门【解析】由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故B正确．【答案】 B5．(2016·松原市高二检测)如图3­5­7所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1时，输出端Z输出0，则A、B端的输入分别是( )图3­5­7A．0 0 B．0 1C．1 0 D．1 1【解析】当C端输入“1”时，输出端Z输出“0”，由“与”门特点可知A、B的输出端必为“0”，又由“或”门特点可知A、B端输入为“0”和“0”，A正确．【答案】 A6．(2016·厦门市高二检测)如图3­5­8是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”，且要求输出端Z输出的也为“1”，则A、B端输入的是( )图3­5­8A．0 0 B．0 1C．1 0 D．1 1【解析】先分析右侧与门，已知C输入“1”，欲输出“1”，另一个输入也应该是“1”，也就是左边与门的输出是“1”，根据与门特点，A、B输入应该都是“1”．D对．【答案】 D7．(2015·温州高二检测)如图3­5­9所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯L亮，输出端为“0”，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是( ) 【导学号：37930040】图3­5­9A．“1”、“1” B．“0”、“0”C．“1”、“0” D．“0”、“1”【解析】要使灯L亮，“非”门的输出应该为“1”，故“非”门的输入为“0”，故“或”门的两个输入端都应该为零．【答案】 B8.在如图3­5­10所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“1”时，则在C端输出的电信号为______(选填“1”或“0”)，D端输出的电信号为________(选填“1”或“0”)．图3­5­10【解析】题图中下面是一个“非”门，当B端输入电信号“1”时，输出信号是“0”，即D端输出信号为“0”．上面“或”门的一个输入信号是“0”，另一个是“1”，根据“或”门特点，输出应该是“1”，即C端输出电信号为1.【答案】 1 0[能力提升]9．如图3­5­11所示是为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路．要求发动机的点火开关开启，并且温度过高时热敏电阻A阻值变小，B部分就会使得风扇自动开启．以下判断正确的是( )图3­5­11A．虚线框内的门电路是“或”门B．虚线框内的门电路是“与”门C．虚线框内的门电路是“非”门D．无法判断虚线框内的门电路是哪种门电路【解析】发动机的点火开关开启，输入为高电位；温度过高时热敏电阻A阻值变小，输入也是高电位，B部分就会使得风扇自动开启，输出也为高电位，故虚线框内的门电路是“与”门．故选项B正确．【答案】 B10.图3­5­12中，甲、乙、丙表示“或”门、“与”门或者“非”门的输入信号或输出信号，下列说法中正确的是( )图3­5­12A．若甲、丙为输入信号，乙为输出信号，则该电路是“或”门电路B．若甲为输入信号，乙为输出信号，则该电路是“非”门电路C．若乙、丙为输入信号，甲为输出信号，则该电路是“与”门电路D．若甲、乙为输入信号，丙为输出信号，则该电路是“与”门电路【解析】若甲、丙为输入信号，乙为输出信号，则对应关系分别为“0、1、1”“1、1、0”，若乙、丙为输入信号，甲为输出信号，对应关系是“1、1、0”“0、1、1”不属于常见三种门电路之一，A、C错误；若甲为输入信号，乙为输出信号，则对应关系是“0、1”“1、0”，反映了相反的一种关系，属于“非”门，B正确；若甲、乙为输入信号，丙为输出信号，则对应关系是“0、1、1”“1、0、1”，反映了“或”的逻辑关系，D错误．【答案】 B11．如图3­5­13所示是一种应用逻辑电路制作的简易走道灯电路图，R0是一个光敏电阻，当走道里光线较暗时或是将手动开关S接通时，灯都会亮，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当有光照到光敏电阻上R0时，门电路的输入端B是________电位．图3­5­13【解析】通过对电路的分析，明确输入信号是高电位还是低电位，结合输出对输入的要求，确定选择怎样的门电路，实现对电路的自动控制．手动开关接通时，在A端输入高电位．有光线照射时，光敏电阻的阻值较小，与R1串联后分得的电压小，B端输入低电位．所以S闭合，A输入为1，S断开，A输入为0.光照射强时，B输入为0，光照射弱时，B输入为1.电路要求光线较暗或手动开关S接通时，灯都会亮，因此应选择“或”门电路．应填“或”和“低”．【答案】或低12．图3­5­14是一个火警报警装置的逻辑电路图．R t是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻．图3­5­14(1)要做到低温时电铃不响，着火时产生高温，电铃响起．在题图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么温度高时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即将报警温度调得稍低些，R的阻值应大一些还是小一些？【解析】(1)温度较低时，R t的阻值很大，R比R t小得多，因此P、X之间电压较大，要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门．(2)当高温时，R t阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起．(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，R t两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声．因此R较大，反应较灵敏．【答案】见解析。

精选教学设计多用电表电路剖析与设计(建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1． (多项选择 )以下对于电流表与电压表的说法中，正确的选项是()A．都是电流表G 与电阻并联改装而成的B．都是电流表G 与电阻串连改装而成的C．它们自己都有内阻，不过电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大D．电流表的内阻一定比用来改装的电流表G 的内阻小，而电压表的内阻一定比用来改装的电流表G 的内阻大【分析】把电流表G 改装成量程较大的电流表时，是给电流表G 并联一个分流电阻，而把电流表G 改装成电压表时，是给电流表G 串连一个分压电阻，故 A 、 B 选项错误．由于串连总电阻大于每一个电阻，并联总电阻小于每个电阻，故C、D 选项正确．【答案】CD2． (多项选择)(2016·塔城高二检)测图如3-4-9所示，甲、乙两个电路，都是由一个敏捷电流表 G 和一个变阻器R 构成，以下说法正确的选项是()甲乙图 3-4-9A．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 增大时量程增大D．乙表是电压表，R 增大时量程减小【分析】由电流表原理可知甲为电流表，且R 增大时，干路电流减小，量程减小， B 正确．乙为电压表且R 越大，量程U＝ I g(R g＋ R)越大，C正确．【答案】BC3．把一只量程为10 mA 、内阻为 100 欧的电流表改装成一只量程为10 V 的电压表，则应当给这只电流表()A．串连一个阻值为900 欧的电阻B．串连一个阻值为100 欧的电阻C．并联一个阻值为900 欧的电阻D．并联一个阻值为100 欧的电阻【分析】串连电阻 R＝10 V/10 mA－100Ω＝900Ω.【答案】 A4．一个电流表的刻度盘的每 1 小格代表1μ A，内阻为R g.假如把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nμA，则()【导学号： 37930037】A．给它串连一个电阻，阻值为nR gB．给它串连一个电阻，阻值为(n－1) R gR gC．给它并联一个电阻，阻值为nR gD．给它并联一个电阻，阻值为n－1n 倍，故应并联分流电阻R＝1【分析】电流表的量程变成本来的R g.选项D正确．n －1 【答案】 D5．如图 3-4-10 所示，将一个电流计G 和一个电阻串连能够改装成电压表，将一个电流计 G 和一个电阻并联能够改装成电流表，要使它们的量程增大，R 、R 应怎样变化()1 2图 3-4-10A．R1增大，R2增大B．R1减小，R2减小C．R 增大， R 减小D．R减小，R增大1 2 1 2【分析】电流计改装为电压表应串连一个电阻，改装为电流表应并联一个电阻，电压表量程为 U＝ I g(R g＋R1)，电流表量程为I g R g，故应增大 R1，减小 R2. I＝ I g＋R2【答案】 C6．一电流表的满偏电流I g＝1 mA ，内阻为 200 Ω . 要把它改装成一个量程为 0.5 A 的电流表，则应在电流表上 ( )A．并联一个200Ω的电阻B．并联一个Ω的电阻C．串连一个Ω的电阻D．串连一个200Ω的电阻由 I g R＝(I－ I g)r 并得 r 并＝I g R 0.001 × 200【分析】＝Ω≈ 0.4 ΩB，对．I－ I g 0.5 －【答案】 B7 ． (多项选择 )两只完整同样的敏捷电流表改装成量程不一样的电压表和，若将改装后的两表串连起往来测某一电路的电压，则两表()【导学号： 37930038】A．读数同样B．指针偏转角度同样C．量程大的电压表读数大D．量程大的电压表读数小【分析】因为两个电压表是用同样的电流表改装的，当两个电压表串连使用时，经过两表的电流是同样的，因此表头指针偏转的角度是同样的，刻度盘上的示数表示的是电压表两头的电压，因此其示数是不一样的．【答案】BC8．某电流表串连一个9.5 kΩ的电阻后，可丈量的最大电压是10 V ．假如给它串连一个 49.5 kΩ的电阻，可丈量的最大电压是50 V ．求电流表的内阻R g和满偏电流I g.【分析】10 V 量程时： 10 ＝I g (9 500 ＋R g )；50 V 量程时： 50 ＝I g (49 500 ＋R g)，联立得 R g＝0.5 kΩI，g＝1 mA.【答案】0.5 kΩ1 mA[ 能力提高 ]9．一电流表 (表头 )并联一个分流电阻后就改装成一个大批程的电流表，当把它和标准电流表串连后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为 1 A ，而改装电流表的读数为1.1 A ，略微偏大一些，为了使它的读数正确，应()A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻B．在原分流电阻上再串连一个较小的电阻C．在原分流电阻上再串连一个较大的电阻D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻【分析】改装电流表示数偏大，说明改装成电流表时并联的分流电阻偏大．故要使内阻略微变小一些，需要在原分流电阻上再并联一个较大的电阻，故 A 正确．【答案】 A10 ． (2013·全国卷Ⅱ)某同学用量程为1 mA 、内阻为120 Ω的表头按图3-4-11甲所示电路改装成量程分别为 1 V 和 1 A 的多用电表．图中R1和 R2为定值电阻，S为开关．回答以下问题：甲乙图 3-4-11(1)依据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2) 开关 S 闭合时，多用电表用于丈量________(选填“电流”“电压”或“电阻”) ；开关 S 断开时，多用电表用于丈量________选(填“电流”“电压”或“电阻”) ．【分析】(1) 实物图上连线要依据先串后并的原则，连线如下图．(2) 开关 S 闭合时，并联了一个支路，多用电表用于丈量较大的电流，开关S 断开时，串连电阻 R2起分压作用，多用电表用于丈量较大的电压．【答案】看法析11. 如图 3-4-12所示，有一个表头G，满偏电流为I g＝1 mA，内阻 R g＝100Ω，用它改装为有 5 V 和 50 V 两种量程的电压表，求R1、 R2的阻值各为多大？图 3-4-12【分析】当公共端与 5 V 端接入被测电路时，量程为U1＝5 V，当公共端与50V 端接入被测电路时，量程为U2＝50 V.由串连电路的电压分派关系可知：U1 5－ 100)1 ＝－g ＝( －3 ΩR I R 1 ×10g＝ 4900 Ω＝ 4.9 k ΩR ＝U2 50 Ω－R ＝( －3－ 100)2 I g 1× 10g＝ 49 900 Ω＝ 49.9 k Ω.【答案】 4.9 k Ω49.9 k Ω12 ．某电流表内阻R g为200 Ω，满偏电流 I g为2 mA，如图3-4-13 甲、乙改装成量程为 0.1 A 和 1 A 的两个量程的电流表，试求：甲乙图 3-4-13(1)图甲中， R1和 R2各为多少？(2)图乙中， R3和 R4各为多少？(3)从安全角度剖析，哪一种改装方法较好？【分析】(1) 按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得I g 2 ×－310R1＝R g＝－3× 200 Ω＝0.1 －I g0.1 － 2 × 104．08 ΩI － 32× 10g R ＝－3× 200 Ω＝Ω.R ＝2 g1 －I g 1－ 2× 10(2) 按图乙接法，量程为 1 A 时，R和R g串连后与R并联；量程为0.1A 时，R和R4 3 34 串连后与 R g并联，分别得I g( R g＋R4)＝(1－ I g)R3I g R g＝－ I g)(R3＋ R4)解得 R3＝ΩR，4＝Ω.(3)乙图接法较好．甲图中，若开关S 接触不良而没有接通，或换量程的过程中，电流将所有流经表头，可能把表头烧坏．【答案】ΩΩ Ω3． 67Ω (3)看法析。

学案4 多用电表电路分析与设计[学习目标定位] 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1．多用电表的表头是一个小量程的电流表，表头的内阻Rg 为几百欧到几千欧，它的满偏电流Ig(指针偏转到最大刻度时的电流)为几微安到几十微安．当表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫做满偏电压Ug.由欧姆定律可知，它的满偏电压仅为几毫伏到几十毫伏． 2．利用串联电路的分压原理，将电流表串联一只适当阻值的电阻R ，就可以改装成一定量程的电压表，若改装后的量程为U ，则分压电阻R ＝UIg －Rg.二、多用电表测电流电路利用并联电路的分流原理，将电流表并联一只适当阻值的电阻R ，就可以改装成一定量程的电流表，若改装后的量程为I ，则分流电阻R ＝IgRgI －Ig.一、多用电表测电压电路 [问题设计]有一个满偏电流Ig ＝50 μA ，内阻Rg ＝1 000 Ω的电流表，现在想把它改装成量程为0～5 V 的电压表，应如何做？答案 将表头串联一个电阻R ，当电流表满偏时，使串联电阻R 和Rg 两端总电压达到5 V ，如图所示由Ug ＝IgRg 得Ug ＝50 mV 再由Ig(Rg ＋R)＝U 可得：R ＝U －Ug U ·Rg ＝(U Ug－1)Rg ＝(100－1)Rg ＝9.9×104 Ω.[要点提炼]1．要想把满偏电流为Ig 、内阻为Rg 的电流表改装成量程为U 的电压表，需将表头串联一个分压电阻，如图1所示．图1则U ＝IgRg ＋IgRx 所以Rx ＝U －IgRgIg.改装后的电压表内阻为RV ＝Rg ＋Rx.2．要改装成双量程电压表，其表头需串联两个电阻，如图2所示．图2二、多用电表测电流电路 [问题设计]有一个满偏电流Ig ＝50 μA 、内阻Rg ＝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？答案 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IgRg ＝IR·R ，IR ＝I －Ig 得R ＝IgRg I －Ig ＝50×10－6×1 0003－50×10－6Ω≈0.0167 Ω [要点提炼]1．小量程电流表改装成大量程电流表需并联一个分流电阻．2．满偏电流为Ig 、内阻为Rg 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则有：IgRg ＝(I －Ig)Rx Rx ＝IgRg I －Ig改装后的电流表内阻为RA ＝RxRgRx ＋Rg.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4三、伏安法测电阻 [问题设计]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，电流表的内阻不是零，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？ 答案 有影响． [要点提炼]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 ＝UI 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小(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大(填“大”或“小”)电阻．一、电压表的改装例1 有一个电流计G ，内电阻Rg ＝10 Ω，满偏电流Ig ＝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？改装后电压表的内电阻是多大？(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？解析 (1)表头G 的满偏电压Ug ＝IgRg ＝0.03 V 分压电阻R1两端的电压UR1＝U1－Ug ＝2.97 V 串联电阻的阻值为R1＝UR1Ig＝990 Ω改装后的内阻为RV1＝U1Ig ＝30.003 Ω＝1 000 Ω.(2)分压电阻R2两端的电压UR2＝U2－Ug ＝14.97 V . 串联电阻的阻值R2＝UR2Ig ＝14.970.003 Ω＝4 990 Ω改装后的内阻RV2＝U2Ig ＝150.003Ω＝5 000 Ω.答案 (1)990 Ω 1 000 Ω (2)4 990 Ω 5 000 Ω 二、电压表的改装例2 一个电流表的电阻RA 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.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 ＝IARAI －IA＝0.02 Ω，扩大后每个刻度表示电流值为：I0＝100100 A ＝1 A ，扩大后电流表的内阻为R 与RA 的并联电阻： R 内＝RRAR ＋RA ＝0.018 Ω.答案 并 0.02 1 0.018三、伏安法测电阻例3 用电流表和电压表测量电阻Rx 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 Ω解析 比较题图(a)、(b)的电压读数，可知ΔU ＝0.20 V ，则ΔU U ＝0.202.50＝0.08；电流变化ΔI ＝0.40 mA ，则ΔI I ＝0.404.60≈0.087，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Rx ，Rx ＝2.5 V4.60×10－3 A ＝543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B 正确．答案 B1．(电表的改装)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 答案 BD解析 电流表改装成电压表后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压并不改变，并且电流表和分压电阻是串联关系，通过的电流一定相等，故选项A 错误，选项B 、D 正确．如分压电阻是表头内阻的n 倍，则电压表量程扩大到(n ＋1)倍，故选项C 错误．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 答案 B解析 电压表中电阻分压，串联；电流表中电阻分流，并联．甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R 增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R 增大时量程增大．3．(伏安法测电阻)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Rx 的下列说法正确的是( )图8A ．Rx 的测量值比真实值大B ．Rx 的测量值比真实值小C ．Rx 的真实值为99.8 ΩD ．Rx 的真实值为100.2 Ω 答案 AC解析 因为电流表和Rx 直接串联，所以电流表读数I′等于流过Rx 的真实电流I ，电压表并联在电流表和Rx 串联电路的两端，故电压表读数U′大于Rx 两端的真实电压U ，所以Rx 的测量值Rx′＝U′I′大于真实值Rx ＝U I ，故A 对．Rx 的真实值为：Rx ＝U I ＝U′－I′RA I′＝10－0.1×0.20.1Ω＝99.8 Ω，故C 对．4．(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 并 0.056解析 电流表内阻Rg ＝ 0.6－0.4 ×10.4Ω＝0.5 Ω，当量程扩大为5 A 时，Ig′＝0.5 A ，分流电流IR ＝(5－0.5) A ＝4.5 A ，所以分流电阻R ＝Ug′/IR ＝Ig′Rg IR ＝0.5×0.54.5Ω≈0.056 Ω.题组一 电压表的改装1．把表头G 改装成电压表时，下列说法正确的是( ) A ．改装的原理是串联电阻有分压作用B ．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C ．改装后原电流表自身的电阻也增大了D ．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变 答案 AD解析 电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用，故A 正确；电流表改装成电压表后Rg 、Ig 、Ug 均不变，故B 、C 错误，D 正确．2．一个电压表由表头○G 与分压电阻R 串联而成，如图1所示，若在使用中发现此电压表的读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以加以改进( )图1A ．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 答案 D解析 若在R 上再串联一个电阻，只会导致电压表的内阻更大，读数比实际值更小，误差更大，不可行；若在R 上并联一个电阻，可以引起总电阻的减小，但若并联一个比R 小得多的电阻，并联的总电阻也会比R 小得多，会引起电压表的示数比实际值大，造成更大的误差．所以只能在R 上并联一只比R 大得多的电阻，使并联的总电阻稍小于R ，可以满足要求．综上可知，选项D 正确．3．有一只满偏电流Ig ＝5 mA ，内阻Rg ＝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. 答案 串 1 600 2 000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 ＝Ig(Rg ＋Rx)，分压电阻Rx ＝U Ig －Rg ＝105×10－3Ω－400 Ω＝1 600 Ω，该电压表内阻RV ＝Rg ＋Rx ＝2 000 Ω. 4．一量程为100 μA 的电流表，内阻为100 Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为______ V ．用它来测量电压时，表盘指针位置如图2所示，此时电压表的读数大小为______ V .图2答案 1 0.8题组二 电流表的改装5．把表头G 改装成大量程电流表时，下列说法正确的是( ) A ．改装原理为并联电阻能增大通过G 的电流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 自身的电阻减小了D ．改装后使用时，表头G 本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了 答案 BD解析 把表头G 改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变，故B 、D 对，A 、C 错．6．一个电流表的刻度盘的每1小格代表1 μA ，内阻为Rg.如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA ，则( ) A ．给它串联一个电阻，阻值为nRg B ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)Rg C ．给它并联一个电阻，阻值为RgnD ．给它并联一个电阻，阻值为Rgn －1答案 D7．一个电流表由小量程的电流表G 与电阻R 并联而成．若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是( ) 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 答案 A解析 电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R 阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R 串联一个阻值比R 小的多的电阻，从而使通过G 的电流变大． 题组三 综合题组8．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图3所示，则闭合电键后，下列有关电流表的示数和电流表指针偏转角度的说法正确的是( )图3A ．图(a)中的A1、A2的示数相同B ．图(a)中的A1、A2的指针偏角相同C ．图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同D ．图(b)中的A1、A2的指针偏角相同答案 B解析 电表的示数是由通过电流表A1、A2的电流决定的，而电表指针的偏角是由通过内部小量程电流表的电流决定的．两个电流表并联时，两个相同的小量程电流表是并联关系，所以，通电时，两小量程的电流表中通过的电流相同，A1、A2的指针偏角相同，B 正确； A1、A2的内阻不同，并联时，A1、A2中通过的电流不同，A1、A2的示数不相同，A 不正确；A1、A2两表串联时，通过电流表的电流相同，示数相同；但是，由于电流表内阻不同，通过小量程电流表的电流不同，A1、A2的指针偏角不同，故C 、D 错误．9．两个定值电阻R1、R2串联接在U ＝12 V 的稳压直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端，如图4所示，电压表示数为8 V ．如果把它改接在R2的两端，则电压表的示数将( )图4A ．小于4 VB ．等于4 VC ．大于4 V 而小于8 VD ．等于或大于8 V 答案 A解析 电压表指针的偏转角度取决于通过电压表的电流大小，电压表的示数等于通过电压表的电流与电压表内阻RV 的乘积，当电压表并联在电阻R1两端时，ab 间的电阻是R1与电压表内阻RV 并联后的等效电阻Rab ，根据电阻并联的公式推知它将小于R1，由于ac 间电压为12 V ，于是由电压表的读数8 V 可推出电阻R2两端电压为4 V ，由此根据欧姆定律就推出Rab ∶R2＝2∶1，这样由Rab<R1得出R1∶R2>2∶1.由于ac 之间的电压稳定在12 V 不变，由此根据串联电路的分压原理可以推断，当不用电压表测量时，电阻R2两端的电压小于4 V ；当把电压表并联在R2两端时，bc 间的电阻Rbc 为R2和RV 的并联电阻，所以Rbc<R2，因而，电压表示数一定小于4 V ．所以本题的正确选项是A.10．图5是改装并校准电流表的电路图，已知表头a 的量程为Ig ＝600 μA ，内阻为Rg ，A 是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I ＝60 mA.完成下列填空． (1)图中分流电阻Rp 的阻值为________．图5 图6(2)在电表改装成后的某次校准测量中，A 表的示数如图6所示，由此读出流过A 电流表的电流为______mA.此时流过分流电阻Rp 的电流为______mA(均保留一位小数)． 答案 (1)Rg99(2)49.5 49.011．如图7为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O 、A 两接线柱时，量程为3 V ；当使用O 、B 两接线柱时，量程为15 V ．已知电流计的内阻Rg ＝500 Ω，满偏电流Ig ＝100 μA.求分压电阻R1和R2的阻值．图7答案 2.95×104 Ω 1.2×105 Ω解析 串联分压电路的特点就是电流相同．在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流． 接O 、A 时：Ig ＝U1Rg ＋R1即R1＝U1Ig －Rg ＝(310－4－500) Ω＝2.95×104 Ω接O 、B 时：Ig ＝U2Rg ＋R1＋R2即R2＝U2Ig －Rg －R1＝(1510－4－500－2.95×104) Ω≈1.2×105 Ω12．已知电流表的内阻Rg ＝120 Ω，满偏电流Ig ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 答案 1 880 Ω 0.12 Ω解析 量程为6 V 的意思是当电压表(电流表串联电阻后的整体)两端电压为6 V 时，通过电流表的电流为满偏电流，指针指在最大刻度处，我们在最大刻度处标以6 V . 依以上分析，设串联电阻的阻值为R ，则 Ug ＝IgRg ＝3×10－3×120 V ＝0.36 V ， UR ＝U －Ug ＝6 V －0.36 V ＝5.64 V .根据串联电路中的电压分配关系可得R ＝UR Ug Rg ＝5.640.36×120 Ω＝1 880 Ω.量程为3 A 的意思是通过电流表(表头并联电阻后的整体)的电流为3 A 时，通过表头的电流为满偏电流，指针指在最大刻度处，在此处标以3 A. 设应并联电阻的阻值为R′，则其分担的电流为 IR′＝I －Ig ＝3 A －3×10－3 A ＝2.997 A. 根据并联电路中的电流分配关系可得 R′＝Ig Rg ＝0.0032.997×120 Ω≈0.12 Ω.13．一块满偏电流Ig ＝1 mA 、线圈电阻Rg ＝100 Ω的小电流表．(1)把它改装成满偏电压U ＝10 V 的电压表；(2)把它改装成满偏电流I ＝0.6 A 的电流表，请分别画出电路图，并算出有关数据． 答案 见解析解析 (1)小量程电流表的满偏电压Ug ＝IgRg ＝0.1 V<U ，因此需要串联一个适当的分压电阻，可将其改装成电压表，改装的电路如图所示，由欧姆定律U ＝Ig(Rg ＋Rx)，解得Rx ＝UIg－Rg ＝9 900 Ω.(2)小量程电流表的满偏电流Ig<I ，要将其改装成大量程的电流表，应给其并联一个适当的分流电阻，改装的电路如图所示，由并联电压相等得：IgRg＝(I－Ig)Rx′解得：Rx′＝IgI－IgRg≈0.167 Ω.。