内阻及电表改装专题演练
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高中物理电学实验电表改装与校准专题练习(真题+模拟)电表改装与校准一、电表改装与校准1、某同学想要将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装为欧姆表,并进行刻度和校准。
可用的器材有定值电阻R (阻值14 kΩ)、滑动变阻器R1(最大阻值1500 Ω)、滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)、电阻箱(0~.9 Ω)、干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω)、红、黑表笔和导线。
1)欧姆表设计将图a中的实物连线组成欧姆表。
欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为14.5 kΩ;滑动变阻器选R1.2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图b所示。
表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为7.25 kΩ、21.75 kΩ。
3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向15 kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。
若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图c所示,则电阻箱接入的阻值为11.5 kΩ。
2、某同学想要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
1)连线根据图a和题给条件,将图b中的实物连线。
2)量程问题当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图c所示。
由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是25 mA。
3)问题原因产生上述问题的原因可能是R值计算错误,接入的电阻偏小。
4)改进方法要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为5R的电阻即可。
其中k=5.________Ω.2)现用一标准电压源对改装电压表的两个量程进行校准,校准时需选取的刻度为0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V、2.5 V、3.0 V.电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计.则滑动变阻器R 应选用最大阻值为________Ω的规格,R1R2R3中应选用阻值分别为________Ω、________Ω、________Ω的规格.3)若定值电阻R1因损坏而阻值变为无穷大,利用图中的电路可以判断出损坏的电阻.图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连.判断依据是:__________________________________________________ ______________________.题目5:某同学改装和校准毫安表的电路图如图(a)所示,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
2. 电表的改装(1)电流表扩大量程:并联小电阻1-=n r r G ,其中G I In =为电流表量程扩大的倍数。
(2)电流表改装为电压表或电压表扩大量程:串联大电阻)1(-=n r R G ,其中GG r I Un =为电压表量程扩大的倍数。
习题精练1.2019年高考全国1卷第23题.(10分)某同学要将一量程为250μA 的微安表改装为量程为20 mA 的电流表。
该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R 的电阻与微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图(a )所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是。
(填正确答案标号)A.18 mA A.21 mAC.25mA D.28 mA(3)产生上述问题的原因可能是。
(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是都正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。
【答案】23.(1)连线如图所示(2)C (3)AC (4)99 79【解析】(2)微安表的指针指160Ma,m.16250160I =,解得mA I m 25= (3)因为扩大量程是按内阻等于1 200 Ω算的,如果实际内阻大于1 200 Ω,则量程大于20mA. R 值计算错误,接入的电阻偏小,量程也会大于20mA. (3)计算并联的电阻方法如下:1-=n R R G,其中n 为扩大量程的倍数。
要扩大至20mA ,801025010206-31=⨯⨯=-n ,并联的电阻为791g R R =要扩大至25mA ,1001025010256-32=⨯⨯=-n ,并联的电阻为992g R R =,所以要把量程为25 mA 的电流表改完20 mA 的电流表,并联的电阻由R 2改为R 1,只需要将阻值为R 的电阻换为一个阻值为kR 的电阻即可,其中k=7999。
专题训练:电表改装、电源内阻一.计算题(共2小题)1.实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的.图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)I g=1mA的电流表,其电阻R g=100Ω,图为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻.若使用a和b两个接线柱时,电表的量程为3mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10mA,求R1,R2的阻值.2.现一只满偏电流I g=3mA的电流计G,已知其电阻R g=100Ω,现在需要把它改装成一只量程I c=3A的电流表,如图a所示.求(1)电阻R x的阻值;(2)求改装后的电流表电阻R c的阻值;(3)如图b所示,将改装后的电流表接入电路中.已知电源电压U=10V,电阻R1=5Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0A.求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2,以及通过原电流计G的电流I1.二.解答题(共7小题)3.我们可以用图示的电路图测量未知电阻R X的阻值.调节电路,当电压表示数U为14.0V 时,电流表的示数为0.40A.(1)计算R X的阻值;(2)实际上,电流表是有电阻的,如果考虑到电流表的电阻值R A为0.5Ω,计算这时待测电阻R X′的阻值.4.干电池是我们实验时经常使用的电源,它除了有稳定的电压外,本身也具有一定的电阻.可以把一个实际的电源看成一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻串联组成,如图a所示.用图b所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值.图中R=14Ω,开关K闭合时,电流表的读数I=0.2A,已知电源电压U=3.0V,求电源的电阻r.5.常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的.电流表G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律.图甲是一个量程为0~3mA的电流表G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读出,这时G的两接线柱之间具有一定的电压.因此,电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表.已知该电流表的电阻为R g=10Ω.(1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度3mA处应该标多大的电压值?(2)如图乙所示,若将这电流表串联一个定值电阻R后,使通过G的电流为3mA时,A、B之间的电压等于3V,这样A.B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~3V的电压表(图丙),求串联的定值电阻R的大小.6.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它.实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:在图乙中R1=14Ω,R2=9Ω.当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理.求电源的电压U和电阻r.7.实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号表示,在进行某些测量时,其电阻不可忽略.在电路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出.利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻,电源的电阻不计,R1=140Ω,R2=60Ω.当开关S1闭合、S2断开时,毫安表的读数为6mA;当S1、S2均闭合时,毫安表的读数为8mA.求毫安表的电阻R A和电源的电压U.8.在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻R x串联接入电路,根据电压表的示数可以测出R x的阻值,这是一种测量大电阻的方法.如图所示的电路中,电压表的内阻R v=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,电压表的示数为50V.(1)求电路中的电流大小.(2)求待测电阻R x的阻值.(3)上述电路中,若将R x换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种测量方法能否准确测出它的阻值?写出你的判断依据.9.实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的.图a中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)I g=3mA的电流表,其电阻R g=10Ω,要把它改装为一个量程为3A的电流表(如图b),问:(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少;(2)需要给它并联一个多大的电阻R0;(计算结果小数点后保留两位数字)(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由.专题训练:电表改装、电源内阻参考答案与试题解析一.计算题(共2小题)1.实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的.图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)I g=1mA的电流表,其电阻R g=100Ω,图为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻.若使用a和b两个接线柱时,电表的量程为3mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10mA,求R1,R2的阻值.【解答】解:(1)若使用a和b两个接线柱时,R1、R2串联,串联以后再与灵敏电流表G 并联,所以根据并联电路的电压特点可知:U G=U串,根据I=和并联电路的电流特点可得:I g R g=(I﹣I g)(R1+R2)即:0.001A×100Ω=(0.003A﹣0.001A)×(R1+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①(2)若使用a和c两个接线柱时,灵敏电流表G和R2串联以后再和R1并联,所以根据串联电路的电压特点可知:U G′+U2=U1,根据I=可得:I g(R g+R2)=I1R1=(I′﹣I g)R1,即:0.001A×(100Ω+R2)=(0.01A﹣0.001A)×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②两式可得:R1=15Ω,R2=35Ω;答:R1,R2的阻值分别为15Ω、35Ω.2.现一只满偏电流I g=3mA的电流计G,已知其电阻R g=100Ω,现在需要把它改装成一只量程I c=3A的电流表,如图a所示.求(1)电阻R x的阻值;(2)求改装后的电流表电阻R c的阻值;(3)如图b所示,将改装后的电流表接入电路中.已知电源电压U=10V,电阻R1=5Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0A.求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2,以及通过原电流计G的电流I1.【解答】解:(1)将I g=3mA的电流计G,改装成一只量程I c=3A的电流表,根据并联电路电流的规律,通过R x的电流:I x=I c﹣I g=3A﹣3mA=2.997A,由欧姆定律I=,电流计G的电压:U′=R g I g=100Ω×0.003A=0.3V,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,则R x===Ω≈0.1Ω;(2)由欧姆定律I=,改装后的电流表电阻R c的阻值:R c===0.1Ω;(3)由图b可知,电流表电阻与R1和变阻器串联,由欧姆定律I=,电路的总电阻:R===10Ω,根据电阻的串联,滑动变阻器接入电路中的阻值:R2=R﹣R c﹣R1=10Ω﹣0.1Ω﹣5Ω=4.9Ω;改装后的电流表中,原电流计G与R x并联,根据分流原理,通过电流计G的电流与R x电流之比等于R x与R g之比,即=,=﹣﹣﹣﹣﹣①根据并联电路电流的规律:I1+I′X=I=1.0A﹣﹣﹣﹣﹣②,由①②得:通过原电流计G的电流:I1=10﹣3A.答:(1)电阻R x的阻值约为0.1Ω;(2)改装后的电流表电阻R c的阻值为0.1Ω;(3)此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2=4.9Ω,通过原电流计G的电流I1=10﹣3A.二.解答题(共7小题)3.我们可以用图示的电路图测量未知电阻R X的阻值.调节电路,当电压表示数U为14.0V 时,电流表的示数为0.40A.(1)计算R X的阻值;(2)实际上,电流表是有电阻的,如果考虑到电流表的电阻值R A为0.5Ω,计算这时待测电阻R X′的阻值.【解答】解:(1);(2)R′x=R x﹣R A=35Ω﹣0.5Ω=34.5Ω答:(1)计算R X的阻值35Ω;(2)这时待测电阻R′X的阻值为34.5Ω.4.干电池是我们实验时经常使用的电源,它除了有稳定的电压外,本身也具有一定的电阻.可以把一个实际的电源看成一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻串联组成,如图a所示.用图b所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值.图中R=14Ω,开关K闭合时,电流表的读数I=0.2A,已知电源电压U=3.0V,求电源的电阻r.【解答】已知:R=14Ω,I=0.2A,U=3V求:r解:Ω,r=15Ω﹣14Ω=1Ω;答:电源电阻为1Ω.5.常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的.电流表G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律.图甲是一个量程为0~3mA的电流表G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读出,这时G的两接线柱之间具有一定的电压.因此,电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表.已知该电流表的电阻为R g=10Ω.(1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度3mA处应该标多大的电压值?(2)如图乙所示,若将这电流表串联一个定值电阻R后,使通过G的电流为3mA时,A、B之间的电压等于3V,这样A.B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~3V的电压表(图丙),求串联的定值电阻R的大小.【解答】已知:R g=10Ω,I=3mA=3×10﹣3A求:U g,R解:(1)根据欧姆定律得U g=IR g=0.003A×10Ω=0.03V;(2)AB之间的电阻=因为R g和R串联,所以R=R AB﹣R g=1000Ω﹣10Ω=990Ω.答:(1)应标的电压值为0.03V;(2)串联的定值电阻R为990Ω.6.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它.实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:在图乙中R1=14Ω,R2=9Ω.当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理.求电源的电压U和电阻r.【解答】解:由题意可得:当开关S1闭合时,由欧姆定律得:U=I1(R1+r)当开关S2闭合时,由欧姆定律得:U=I2(R2+r)因电压不变,故可得:I1(R1+r)=I2(R2+r)代入数据得;0.2A×(14Ω+r)=0.3A×(9Ω+r)解得:r=1Ω将r=1Ω代入U=I1(R1+r)可得U=3V.答:电源电压U为3V,内阻r为1Ω.7.实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号表示,在进行某些测量时,其电阻不可忽略.在电路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出.利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻,电源的电阻不计,R1=140Ω,R2=60Ω.当开关S1闭合、S2断开时,毫安表的读数为6mA;当S1、S2均闭合时,毫安表的读数为8mA.求毫安表的电阻R A和电源的电压U.【解答】解:当开关S1闭合、S2断开时,由欧姆定律可得:U=I1(R1+R2+R A)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1)当S1、S2均闭合时,由欧姆定律得:U=I2(R1+R A)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2)则有I1(R1+R2+R A)=U=I2(R1+R A);代入数据得:6×10﹣3A×(140Ω+60Ω+R A)=8×10﹣3A×(140Ω+R A)则解得:R A=40Ω;将R A代入(2)式可得:U=8×10﹣3A×(140Ω+40Ω)=1.44V;答:毫安表的阻值为40Ω,电源电压为1.44V.8.在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻R x串联接入电路,根据电压表的示数可以测出R x的阻值,这是一种测量大电阻的方法.如图所示的电路中,电压表的内阻R v=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,电压表的示数为50V.(1)求电路中的电流大小.(2)求待测电阻R x的阻值.(3)上述电路中,若将R x换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种测量方法能否准确测出它的阻值?写出你的判断依据.【解答】解:(1)电压表与待测电阻串联,∵串联电路中各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得,电路中的电流:I===2.5×10﹣3A;(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴电阻Rx两端的电压:U x=U﹣U V=110V﹣50V=60V,待测电阻Rx的阻值:R x===2.4×104Ω=24kΩ;(3)若将Rx换成阻值约为20Ω的小电阻时,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴电路中的电流:I′=,电压表的示数:U V′=I′R V=R V=×20×103Ω≈109.89V,∵电压表的最小分度值为5V,∴109.89V读数时一般会读成110V,故用这种测量方法不能准确测出它的阻值.答:(1)电路中的电流为2.5×10﹣3A;(2)待测电阻Rx的阻值为24kΩ;(3)上述电路中,若将Rx换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种测量方法不能准确测出它的阻值,原因是待测电阻的阻值与电压表的阻值相差太大时,待测电阻分得的电压可以忽略不计.9.实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的.图a中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)I g=3mA的电流表,其电阻R g=10Ω,要把它改装为一个量程为3A的电流表(如图b),问:(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少;(2)需要给它并联一个多大的电阻R0;(计算结果小数点后保留两位数字)(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由.【解答】解:(1)∵I=,∴当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为U=I g R g=0.003A×10Ω=0.03V;(2)两个电阻并联时,通过R0的电流为I0=I最大﹣I g=3A﹣0.003A=2.997A,并联电阻为R0=≈0.01Ω;(3)电阻并联相当于增加了导体横截面积,总电阻比最小的电阻都小,所以R小于R0,根据并联电路特点,R=,由于R0远小于R g,所以(R g+R0)≈R g,所以R=≈R0.答:(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为0.03V;(2)需要并联的电阻约0.01Ω;(3)R小于R0,但R与R0阻值接近相同.。
物理实验练习(三)——电表的改装1、将满偏电流= 300///1.内阻未知的电流表G 改装成电压表并进行核对。
⑴利用如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 = 4V 且R»F ):先闭合S|,调节/?,使电流表指 针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R 不变,调节使电流表2 指针偏转到满刻度的-,读出此时尺的阻值为200Q ,则电流 3表内阻的测量值R& = _________ Q o⑵将该表改装成量程为3V 的电压表,需 _________________ (填“串联”或“并联”)阻值为/?0 =Q 的电阻。
⑶把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在下图中画岀实验电路图和实物连接图。
新通过测暈来刻画岀从零到满刻度的刻度值,有下列器材:C ・“0~10Q, 1A”滑动变阻器& D. “0〜100Q, 50mA “滑动变阻器&E. “0.6A, 0.5 Q” 标准电@ AjF. “3A, 0.01 Q” 标准电充表 A?G.5Q 定值电阻R3 H.20Q 定值电阻/?4; -------------------- i I •开关及导线若干! 丨 ⑴应选用的器材有 ___________ (只需填写所选器材序号)。
? i ⑵在下列虚线框内画出实验电路图。
[ i ⑶待测电流表的电流刻度值的表达式2 ___________________ , ! ____________________ J 式中各物理量所表示的意义分别为 __________________________________________________ ‘3、一直流电压表,量程为IV,内阻为1000Q,现将一阻值为5000〜7000Q 之间的固定电阻&与此电压表串联,以扩大电压表的量程。
为求得扩大后量程 的准确值,再给定一直流电源(电动势E 为6〜7V,内阻可忽略不 计),一阻值/?2=2000Q 的固定电阻,两个单刀开关Si 、S2及若干 导线。
电表改装专题训练1、把电流表改装成电压表的实验中所用电流表G的满偏电流I g=200 μA,内阻估计在400~600 Ω之间。
(1)按图1测定电流表G的内阻R g,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:A.滑动变阻器(阻值范围0~200 Ω)B.滑动变阻器(阻值范围0~1 750 Ω)C.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)D.电阻箱(阻值范围0~99 999 Ω)E.电源(6 V,内阻不计)F.电源(12 V,内阻不计)按实验要求,R最好选用______,R 最好选用_____,E最好选用_____。
(填入选用器材的字母代号)(2)假定由上述步骤已测出电流表内阻R g=500 Ω,现在通过串联一个24.5 kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,此电压表的量程为__________。
(3)图2是测定未知电阻R x的电路图,图3是电路中所需要的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表),请按电路图画出连线,将所示器材接成实验电路。
(4)测量时,电流表的读数为0.20 A,而改装后的电压表的表头读数如图4所示,那么R x的阻值等于________Ω。
2、(多选)如图所示的甲、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( )A .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 .上述说法都不对3、电流表的内阻为g R 、满刻度电流为g I 。
那么以下结论中正确的是( ) ① 如并联一个阻值为n g R 的定值电阻,就可以改装为量程是n g I 的电流表②如串联一个阻值为n g R 的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n +1)g I g R 的电压表 ③如并联一个阻值为g R /(n –1)的定值电阻,就可以改装为一个量程是n g I 的电流表 ④如串联一个阻值为g R /n 的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n –1)g I g R 的电压表A .①③正确B .②④正确C .①④正确D .②③正确4、一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满刻度电流)为A I g μ50=,表头电阻Ω=k R g 1,若改装成量程为I m =1 mA 的电流表,应并联的电阻阻值为_______Ω。
特殊法测电阻、电源内阻、电表改装 班级 姓名1.(2016·烟台)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S 1闭合,S 2断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比I 甲∶I 乙=2∶5,则R 1∶R 2=__ __;当开关S 1、S 2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U 甲∶U 乙=__ __2.如图所示的电路中,闭合开关,发现每个电表都有一定的示数。
向右移动变阻器的滑片,则A.电流表A 1示数减小,电流表A 2和电压表V 示数增加B.电流表A 1和A 2的示数都减小,电压表示数增加C.电流表A 1、A 2和电压表V 的示数都减小D.电流表A 1、A 2和电压表V 的示数都增加3.用如图所示的电路来测量未知电阻RX 的阻值,R 0阻值已知。
(1)将实验过程补充完整:a .对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;b .闭合开关,__________________________________________。
c .断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻R X =_____________。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用:_______________________________________。
4.(2016,遂宁)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V 的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A ”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_ _状态。
闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_ _(填“左”或“右”)端。
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是__ _。
实验二:电表的改装1.一电流表的满偏电流I g =1mA ,内阻为200Ω。
下列说法正确的是()A .要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上串联一个约为0.4Ω的电阻B .要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上并联一个约为0.4Ω的电阻C .要把它改装成一个量程为3V 的电压表,则应在电流表上串联一个2000Ω的电阻D .要把它改装成一个量程为3V 的电压表,则应在电流表上并联一个2000Ω的电阻【答案】B【解析】AB.把电流表改装成0.5A 的电流表需要并联一个分流电阻,并联电阻阻值为:0.001200Ω0.4Ω0.50.001g gg I R R I I ⨯==≈--;故A 项错误,B 项正确;CD.要将电流表改装成电压表,必须在电流表上串联一个大电阻,串联电阻起分压的作用。
应串联电阻阻值为:32002800Ω0.001g g U R R I =-=-=故C 项错误,D 项错误。
2.(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成的,已知灵敏电流表的满偏电流I g =2mA ,内电阻R g =300Ω,则下列说法正确的是A .甲表是电流表,R 增大时量程增大B .乙表是电压表,R 增大时量程增大C .在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A则R =0.5ΩD .在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V ,则R =1200Ω【答案】BD【解析】AC .甲由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 并联,利用并联电阻的分流,改装成安培表。
安培表的量程g gg I R I I R =+,可知当R 减小时量程I 增大,在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A ,根据g gg I R I I R =+,解得:R =1.003Ω,AC 错误;BD .乙由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 串联,利用串联电阻的分压,改装成伏特表。
伏特表的量程()g g U I R R =+,可知R 增大时量程增大;由公式()g g U I R R =+,在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V ,则R =1200Ω,BD 正确。
第52讲实验:把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内阻(一)把电流表改装为电压表体验成功1.在采用半偏法来测量电流表(I g=100 μA,r约为100 Ω)的内阻时,准备了6 V的蓄电池和一节干电池,还有最大阻值分别为4.7 kΩ和470 kΩ的滑动变阻器.为了减小实验误差,应选用下列各组器材中的( )A.R1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器,而电源应选用6 V的蓄电池B.R1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器,而电源应选用干电池C.R1应选用最大阻值为4.7 kΩ的滑动变阻器,而电源应选用干电池D.R1应选用最大阻值为470 kΩ的滑动变阻器,而电源应选用6 V的蓄电池解析:电源的电动势越大,当电流表满偏时,电路的总电阻就越大,当闭合S2后,电路中的电流所受影响越小,误差越小.答案:D2.由两个相同的电流表改装成两个量程不同的电流表和,表的量程是表的2倍.下列说法正确的是( )A.若串联起来,则两表的指针偏角θ1<θ2,两表的示数相等B.若串联起来,则两表的指针偏角相等,表的示数大于表的示数C.若并联起来,则两表的指针偏角相等,表的示数大于表的示数D.若并联起来,则两表的指针偏角θ1>θ2,两表的示数相等解析:两电表串联起来时,两表头的相对关系如图甲所示,两表的示数相等,由R1<R2可知θ1<θ2;两电表并联起来时,两表头的相对关系如图乙所示,两表头的指针偏角相等,表的示数为表的2倍.甲 乙答案:AC3.若用半偏法测得量程为100 μA 的电流表的内阻为600 Ω,那么要把此电流表改装成量程为5 V 的电压表时,改装的方法是和电流表 联一个阻值为 Ω的电阻.请你在图甲所示的电流表的表盘上相应的刻度处标出1 V 、3 V 、5 V 刻度,改装后电流表刻度盘上每小格表示 V.解析:U V =I g (R +r )解得:需串联的电阻R =49400 Ω.答案:(1)串 49400 如图乙所示 0.54.将满偏电流I g =300 μA 、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.(1)利用如图甲所示的电路测量电流表的内阻(图甲中电源的电动势E =4V):先闭合S 1,调节R ,使电流表的指针偏转到满刻度;再闭合S 2,保持R 不变,调节R ′,使电流表的指针偏转到满刻度的23,读出此时R ′的阻值为200 Ω,则电流表内阻的测量值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核对,试在虚线框中画出实验电路图并连接好图乙中的实物图.[2020年高考·江苏物理卷]解析:(1)R gR ′=12故R g =2002Ω=100 Ω. (2)根据I g R g +I g R 0=3 V解得:R 0=9900 Ω.(3)如图丙、丁所示.答案:(1)100(2)串联 9900(3)如图丙、丁所示(二)测定电源的电动势和内阻体验成功1.在测定电池的电动势和内阻的实验中,待测电池、开关和导线配合下列仪器,不能..达到实验目的的是( ) A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器解析:根据E =I (R +r ),一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值,便可求E 、r ;一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器,改变变阻器的阻值读出两组电流、电压值,便可求E 、r .根据E =U +U Rr ,一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值,便可求E 、r .选项A 、B 、C 均可以达到实验目的.答案:D2.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中E 是待测电池组,内阻不能忽略;、是两只量程合适的相同的电表,内阻不是很大,且未知;S 1、S 2是单刀单掷开关;导线若干.(1)请根据电路图甲,在图乙中将器材连成实物图.(2)实验需要测量的物理量是.(3)用测出的物理量,导出串联电池组电动势的表达式是: .甲 乙解析:(2)先闭合S 1、断开S 2,记下、的示数U ,由闭合电路的欧姆定律可得:E =2U +U Rr 再闭合S 2,记下的示数U ′,有:E =U ′+U ′Rr联立解得:E =UU ′U ′-U. 答案:(1)如图丙所示(2)S 1闭合,S 2断开时、的示数U ;S 1、S 2闭合后的示数U ′ (3)E =UU ′U ′-U3.利用如图甲所示的电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出1I-R 图线如图乙所示,其中R 为电阻箱的示数,I 为电流表的示数,不计电流表的内阻,由此可以得到E = V ,r = Ω.甲 乙解析:取图象上两个点(0,0.5)和(4,2.5),代入I =E R +r ,得:E =2r ,E =12.5(4+r ) 解得:r =1 Ω,E =2 V.答案:2 14.现有一种特殊的电池,它的电动势E 约为9 V ,允许通过的最大电流约为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑;R 为电阻箱,阻值范围为0~9999 Ω;R 0是定值电阻,起保护电路的作用.(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:A.10 Ω, 2.5 WB.50 Ω, 1.0 WC.200 Ω, 1.0 WD.2000 Ω, 5.0 W本实验中应选用 .(2)该同学将符合要求的R 0接入电路后,闭合开关S ,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数U ,再改变电阻箱的阻值,取得多组数据,作出了如图乙所示的图象.根据该同学所作的图象,可求得该电池的电动势E = V ,内阻r = Ω.解析:(1)此电路中保护电阻的作用是保护电源,应使电路中的总电流不超过电池允许通过的最大电流.在电阻箱R 的阻值取零时,计算可得需要的保护电阻的阻值最小为180 Ω,而此电阻允许通过的最大电流为71 mA ,故C 项满足要求.(2)利用图线的截距和斜率来解答.先写出实验电路中 1U 和 1R 0+R的函数关系式,再作解答.过程如下:由闭合电路欧姆定律可得E =U +U R 0+R r ,则有1U =1E +r E ·1R 0+R .1U —1R 0+R图象应为直线,它在纵轴上的截距是电源电动势的倒数,斜率即为内阻和电动势的比值.答案:(1)C (2)10 46(45~48均可)金典练习二十六 实验:把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内阻用多用电表探索黑箱内的电学元件传感器的简单应用选择题部分共4小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.1.将四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、.已知电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,改装好后把它们按如图所示的方式接入电路,则下列说法正确的是( )A.电流表的示数大于电流表的示数B.电流表的偏转角小于电流表的偏转角C.电压表的示数小于电压表的示数D.电压表的偏转角等于电压表的偏转角解析:本题考查电流表的改装原理及串、并联电路的特点.由于表头相同,不管是并联还是串联,流过表头的电流相同,故四个表的偏转角相同,所以选项B错误、D正确.又由于、的量程大,在相同偏转角的情况下示数大,故选项A正确、C错误.答案:AD2.有一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示.将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2,则它们之间的大小关系为( )甲 乙 丙A.P 1=4P 2B.P D =P 9C.P 1<4P 2D.P D >P 2解析:由图甲可知,电阻器D 的阻值随电压的增大而减小,当D 接入丙图所示电路时有:U D <U ,R D >R 2=R 1,故R D 与R 2并联后的阻值大于R 12,U 1<23U ,U D =U 2>13U ,可得选项A 、B 、D 错误,C 正确. 答案:C3.氧化锡传感器主要用于检测汽车尾气中一氧化碳的浓度,它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化.在图甲所示的电路中,不同的一氧化碳浓度对应着传感器不同的电阻,这样,显示仪表的指针就与一氧化碳的浓度有了对应关系,观察仪表的指针就能判断一氧化碳的浓度是否超标.有一种氧化锡传感器,其技术资料中给出的电导(即电阻的倒数)-浓度曲线如图乙所示.请判断丙图中,电压表的示数U 0与一氧化碳浓度C 之间的对应关系正确的是( )丙解析:由图乙可知,CO 浓度增大时,R 传变小→I 干变大→U 0增大.又由定量关系:R传∝1C,U0=ER传+R+R0·R0,可知U0与C不是线性关系,故选项B正确.答案:B4.图示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光敏电阻自动计数器的基本工作原理是( )A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析:当光被挡住时,R1的阻值变大,分得的电压变大,R2两端的电压变小,控制系统的输入电压就减小.答案:AC非选择题部分共8小题,共76分.5.(8分)有一电流表,其内阻R g=100 Ω,满偏电流I g=100 μA.今欲将其改装成量程为3 V的电压表.(1)应在电流表上串联一阻值为Ω的电阻.(2)若与标准的电压表比较,此改装的电压表每次的测量值均略偏小,则应.A.在R旁再串联一个适当的小电阻B.在R旁再串联一个适当的大电阻C.在R两端并联一个适当的小电阻D.在R两端并联一个适当的大电阻(3)校正成准确的电压表后,某次测量示数如图所示.此时所测量的电压为V.解析:(1)由电压表的原理,得:U=I g(R g+R)解得:R=29900 Ω.(2)要使该电表变得准确,即要在某电压下通过表头的电流略为变大,故需在R两端并联一适当的大电阻.答案:(1)29900 (2)D (3)2.046.(8分)利用如图所示的电路可以测出电源的电动势和内阻.当滑动变阻器的滑片在某一位置时,理想电流表和电压表的示数分别是2 mA和1.98 V;当滑片滑到另一位置时,电流表和电压表的示数分别是4 mA和1.96 V.则电源的电动势E=V,内阻r=Ω.解析:由闭合电路的欧姆定律,列方程组:E=1.98+0.002rE=1.96+0.004r解得:E=2.0 V,r=10 Ω.答案:2.0 107.(10分)在用如图所示的电路测电流表的内阻的实验中,备用的器材有:A.电流表(量程为100 μA);B.标准电压表(量程为5 V);C.电阻箱(阻值范围为0~9999 Ω);D.可变电阻(阻值范围为0~99999 Ω);E.电源(电动势为2 V,有内阻);F.电源(电动势为6 V,有内阻);G.滑动变阻器(阻值范围为0~50 Ω,额定电流为1.5 V);H.若干开关和导线.如果想得到较高的精确度,在以上备用的器材中,可变电阻R应选用,可变电阻R′应选用,电源应选用.(填器材前的字母序号)答案:D C F8.(10分)图示为一多用电表,S为选择开关,Q为欧姆挡调零旋钮.现在要用它先后测量阻值大约分别为R1=170 Ω和R2=2.2 kΩ两个电阻的阻值,下面提出了测量过程中一系列可能的操作,请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作,并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线空白处.A.旋动S使其尖端对准OFF挡B.旋动S使其尖端对准欧姆挡×1 kC.旋动S使其尖端对准欧姆挡×100D.旋动S使其尖端对准欧姆挡×10E.旋动S使其尖端对准欧姆挡×1F.旋动S使其尖端对准V1000G.将两表笔分别接到R1的两端,读出R1的阻值H.将两表笔分别接到R2的两端,读出R2的阻值I.两表笔短接,调节Q使表针对准欧姆挡刻度盘上的0,随后即断开所选择操作及合理顺序为(用字母序号填写):.答案:DIGCIHA9.(10分)电流—电压两用电表的电路如图甲所示.已知图中S是双刀双掷开关,如图乙所示,a、b、c、d、e、f为接线柱,双刀双掷开关的触刀掷向a、b 时,e与a接通,f与b接通;掷向c、d时,e与c接通,f与d接通.灵敏电流表的量程是0.001 A,内阻是100 Ω;电阻R1的阻值为9900 Ω,R2的阻值是1.01 Ω.那么:甲乙(1)触刀掷向a、b时,此两用电表为表,量程为.(2)触刀掷向c、d时,此两用电表为表,量程为.解析:(1)触刀掷向a、b时,表与R1串联组成一电压表,其量程U V=0.001×(100+9900) V=10 V.(2)触刀掷向c、d时,与R2并联,组成一电流表,其量程I A=0.001 A+0.001×100A=0.1 A.1.01答案:(1)电压10 V (2)电流0.1 A10.(10分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求伏安特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约40~50 Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(电动势为3 V,内阻可忽略)、直流电流表(内阻约为1 Ω)、直流电压表(内阻约为5 kΩ)、滑动变阻器(阻值范围为0~10 Ω)、开关、导线若干.(1)图甲所示的a、b、c三条图线中,能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是.(2)在图乙所示的虚线框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.乙(3)根据电路图,在图丙所示的实物图上连线.答案:(1)c(2)电路图如图丁所示,其中R x为热敏电阻,R P为滑动变阻器.丁戊(3)实物图连线如图戊所示11.(10分)如图甲所示,数字多用电表是近年来发展起来的高科技数码产品,是传统机械式电表的更新换代产品.数字多用电表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点.以型号“DF930”普通数字多用电表为例,其电压挡所用量程的内阻高达10 MΩ,而机械指针式电压表的内阻一般为几千欧到几十千欧,内阻高出2~3个数量级.甲乙现有一个型号为“DF930”的数字多用电表,用它来测量一个电池的电动势和内阻.提供的测量器材还有:一个滑动变阻器R(阻值范围为0~30 Ω)、两个开关、导线若干.实验要求:利用这些器材,尽量采用最简单的测量方法,分两步进行.首先测量电动势,待电动势测定之后再测量其内阻.现按图乙所示的电路图连接好电路.操作步骤:(1)将数字多用电表的选择开关置于挡,选择合适的量程,断开开关,闭合开关,记录表的示数,然后反复测量多次,取平均值并记为a.(2)将数字多用电表的选择开关置于挡,选择合适的量程,断开开关,闭合开关,记录表的示数,记为b;紧接着进行以下操作:将选择开关置于挡,选择合适的量程,然后同时闭合开关和,记录表的示数并记为c,把b和对应的c作为一组数据记录下来,然后反复测量多次,得到多组数据.(3) 即为干电池的电动势.(填“a”、“b”或“c”)(4)干电池的内阻的表达式r=(用a、b、c表示),将步骤(2)中测得的数据代入公式,求出r的平均值,即为干电池的内阻.答案:(1)电压S1S2(2)欧姆S2S1电压S1S2(3)a (4)ab -cb c12.(10分)在如图甲所示的虚线框中有一种发热装置,它是由三段阻值相同的电热丝组成的.这个发热装置的电路与虚线框外的电路相连接,当开关S 扳到A 点时为高温,扳到B 点时为低温(电源的路端电压不变),且在相同时间内,高温时产生的热量是低温时产生热量的2倍.试在虚线框内画出该装置内的电路图.解析:由焦耳定律结合欧姆定律有Q =U 2R t ,在U 、t 相同的条件下,Q ∝1R,故有Q A Q B =R B R A =12,R B =2R A ,所以,可得电路图如图乙所示.答案:如图乙所示。
电表的改装练习题1.如图是有两个量程的电压表,当使用a 、b 两个端点时,量程为010V ~,当使用a 、c 两个端点时,量程为0100V ~。
已知电流表的内阻g r 为500Ω,满偏电流g I 为1mA ,求电阻1R ,2R 的值。
【答案】当使用a 、b 两个端点时有()11g g U I r R =+ 当使用a 、c 两个端点时有()212+g g U I r R R =+ 解得19.5k R =Ω,290k R =Ω2.如图所示是有两个量程的电流表,当使用A 、B 两个端点时,量程为0.22A ,当使用A 、C 两个端点时,量程为0.11A ,已知表头的内阻为200Ω,满偏电流是10mA ,求: (1)该表头的满偏电压; (2)R 1与R 2的阻值。
【答案】(1)由欧姆定律可知,该表头的满偏电压为31010200V 2V g g U I R -==⨯⨯=(2)接A 、B 时,R 1起分流作用为一支路,电流表与R 2串联为一支路,此时量程为10.22A I =,此接法电路的量程为当电流表达到满偏时通过电流表的总电流,即为211()g g g I R R I I R +=+同理,接A 、C 时,R 1与R 2为一支路起分流的作用,G 表为一支路,此时的量程为20.11A I =,则212g g g I R I I R R =++代入数据,解得110ΩR =,210ΩR =3.已知电流表的内阻Rg =120 Ω,满偏电流g I =3 mA(1)要把它改装成量程是6 V 的电压表,应怎么做?改装后的电压表内阻是多少? (2)要把它改装成量程是3 A 的电流表,又应怎么做? 【答案】(1)要把它改装成量程是6 V 的电压表,应串联的电阻R 串36120Ω1880Ω310g gU R I -=-=-=⨯() 改装后的电压表内阻R V =R +Rg =120+1880=2000Ω (2)要把它改装成量程是3 A 的电流表,应并联的电阻 R 并33310120Ω0.12Ω3310gg g I R I I --⨯==⨯=--⨯ 4.有一个电流计G ,内电阻Rg =10 Ω,满偏电流Ig =3mA 。
电表的改装1.电流表的内阻是R g =200Ω,满刻度电流值是I g =500微安培,现欲把这电流表改装成量程为1.0V 的电压表,正确的方法是 [ ]A .应串联一个0.1Ω的电阻B .应并联一个0.1Ω的电阻C .应串联一个1800Ω的电阻D .应并联一个1800Ω的电阻2.(2011年临沂高二检测)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程.已知某一表头G ,内阻R g =30 Ω,满偏电流I g =5 mA ,要将它改装为量程为0~3 A 的电流表,所做的操作是( )A .串联一个570 Ω的电阻B .并联一个570 Ω的电阻C .串联一个0.05 Ω的电阻D .并联一个0.05 Ω的电阻3.如图2-4-17所示,甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成,下列说法正确的是( )A .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4.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表.将它们串联起来接入电路中,如图2-4-21所示,此时( )A .两只电表的指针偏转角相同B .两只电表的指针都不偏转C .电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D .电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g =120 Ω,满偏电流I g =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?6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表,将它们串联接人电路中,指针偏角之比为______,读数之比________。
用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中,指针偏角之比_______,读数之比_________.7.一只电流表,并联0.01Ω的电阻后,串联到电路中去,指针所示0.4A ,并联到0.02Ω的电阻后串联到同一电路中去(电流不变),指针指示0.6A 。
高中物理实验测电流表内阻及电表的改装习题精练例1.现有一块59C2 型的小量程电流表G(表头),满偏电流为50 A ,内阻约为800~850 ,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20 ;滑动变阻器R2 ,最大阻值100k电阻箱R ,最大阻值9999 定值电阻R0 ,阻值1k ;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)采用如图 1 所示电路用半偏法测电流表的内阻,写出主要实验步骤,及如何求得实验结果。
(2)为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为;选用的电池为。
. G .R' .RS2S1 E图1(3)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。
G G. R a .R b . 10mA R cS3S . R d 31mA . .10mA 1mA图2 图3(4)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1电流表符号用 A 来表示。
【解析】:(1)在这个实验中,第一步,断开S2,闭合S1,调节R,使电流表满偏,第二步,闭合S2,闭合S1,不调节R,仅调节R’,使电流表半偏,则电流表的内阻约等于电阻箱R’的阻值(即读数)。
(2)答案是①R2 (或最大阻值100k )②E3 (或电动势 4.5V )有同学不理解,待测电流表G(表头)的满偏电流仅为50 A ,为什么要用大电动势的电池和大阻值的滑动变阻器呢?这要从半偏法测电流表的内阻的误差分析谈起。
因为第二步中认为电阻箱R1 分流一半,也就是认为第二步与第一步中干路电流相等。
怎么会相等呢?明明是总电阻发生了变化(并联了电阻箱R’),这就要求并联了电阻箱R’后对总电阻的影响可以忽略不计。
电表的改装练习题基础过关:如果某电流表内阻为R gΩ,满偏电流为I g uA,要把它改装为一个UV 的电压表,需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻;如果要把它改装为一个IA的电流表,则应____联一个阻值为_______________Ω的电阻.1.电流表的内阻是R g=200Ω,满刻度电流值是I g=500微安培,现欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是[ ]A.应串联一个0.1Ω的电阻B.应并联一个0.1Ω的电阻C.应串联一个1800Ω的电阻D.应并联一个1800Ω的电阻2.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程.已知某一表头G,内阻R g=30 Ω,满偏电流I g=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是() A.串联一个570 Ω的电阻B.并联一个570 Ω的电阻C.串联一个0.05 Ω的电阻D.并联一个0.05 Ω的电阻3.如图2-4-17所示,甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成,下列说法正确的是()A.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4.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表.将它们串联起来接入电路中,如图2-4-21所示,此时()A.两只电表的指针偏转角相同B.两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角5.已知电流表的内阻R g=120 Ω,满偏电流I g=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?6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V两个电压表,将它们串联接人电路中,指针偏角之比为______,读数之比________。
实专7 测电流表的内阻及电表改装【回归课本】把电流表改装为电压表(半偏法测电流表内阻)1.在调节电位器 R 的阻值使电流表满偏时,电位器的阻值要比电流表的内阻r g 大得多,一般要求 R >10r g 。
2.实验时,为了使电流表满偏,电源电动势宜大些。
3.闭合开关S 2,调节电阻箱 R /时,应保持电位器R 的阻值不变。
4.闭合开关 S 1 时,必须先将电位器的阻值调至最大;在闭合开关S 2时,将电阻箱调至 0 。
5.R /只能用电阻箱, R 可用阻值很大的变阻器或电阻箱。
若实验给出两个电阻箱一个阻值较大 ( 10 k Ω以上),另一个阻值较小,一定要把阻值大的连到干路上,阻值小的与电流表并联。
6.改装后电压表较准,核对电路要用分压式,使改装电压表的电压可以从零开始一一校对。
【真题引路】《例1》(07年全国Ⅱ)有一电流表,量程为1mA ,内阻r1约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用器材有:电阻器R 0,最大阻值为99999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10 k Ω;滑动变阻器乙,最大阻值为2 k Ω;电源E 1,电动势约为2 V ,内阻不计;电源E 2,电动势约为6 V ,内阻不计;开关2个,导线若干。
采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下:①断开S 1和S 2,将R 调到最大;②合上S 1调节R 使 S 2,调节R 1使半偏,此时可以认为 r g =R 1,试问: ①在上述可供选择的器材中,可变电阻R 1应该选择 ;为了使测量尽量精确,可变电阻R 应该选择 ;电源E 应该选择 。
②认为内阻r g =R 1,此结果与r g 的真实值相比 。
(填“偏大”、“偏小”或“相等”) 答案:①R 0;滑动变阻器甲;E 2 ②偏小分析:《例2》(01年全国)如图(同上题),E 为电源,其电动势为E ,R 1为滑动变阻器,R 2为电阻箱,A 为电流表。
用此电路经以下步骤可近似测得A 的内阻R A ;①闭合S 1,断开S 2,调节R 1,使电流表读数等于其量程I 0;②保持R 1不变,闭合S 2,调节R 2,使电流表读数等于I 0/2,然后读出R 2的值,取R A ≈R 2。
电表的改装基础过关:如果某电流表内阻为R gΩ,满偏电流为I g uA,要把它改装为一个UV的电压表,需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻;如果要把它改装为一个IA的电流表,则应____联一个阻值为_______________Ω的电阻.1.电流表的内阻是R g=200Ω,满刻度电流值是I g=500微安培,现欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是[ ]A.应串联一个0.1Ω的电阻B.应并联一个0.1Ω的电阻C.应串联一个1800Ω的电阻D.应并联一个1800Ω的电阻2.(2011年临沂高二检测)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程.已知某一表头G,内阻R g=30 Ω,满偏电流I g=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是() A.串联一个570 Ω的电阻B.并联一个570 Ω的电阻C.串联一个0.05 Ω的电阻D.并联一个0.05 Ω的电阻3.如图2-4-17所示,甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成,下列说法正确的是()A.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4.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表.将它们串联起来接入电路中,如图2-4-21所示,此时()A.两只电表的指针偏转角相同B.两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g=120 Ω,满偏电流I g=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?6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V两个电压表,将它们串联接人电路中,指针偏角之比为______,读数之比________。
实验专题(二)电表的改装、多用电表的使用、测定电池的电动势和内阻一、电压表和电流表的改装1.一量程为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,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为______ V.2.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3.在右图电路中,小量程电流表G 的内阻R g =100 Ω,满偏电流I g =1 mA ,R 1=900 Ω,R 2=100999Ω.(1)当S 1和S 2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?(2)S 1和S 2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?4.如图所示电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A 1(0~3 A)和电流表A 2(0~0.6 A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列正确的是( )A.A 1的指针半偏时,A 2的指针也半偏B.A 1的指针还没有满偏,A 2的指针已经满偏C.A 1的读数为1 A 时,A 2的读数为0.6 AD.A 1的读数为1 A 时,干路中的电流为1.2 A二、多用电表的使用1、多用电表测电压、电流、定值电阻(原理、步骤、读数)5.关于多用电表表盘上的刻度线,下列说法中正确的是( )A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用一个刻度线B.电阻刻度是不均匀的C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度相对应D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度不对应6、用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K 和两个部件S 、T.请根据下列步骤完成电阻测量.(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线. (2)将K 旋转到欧姆挡“×100”的位置. (3)将插入“+”、“-”插孔的两表笔短接,旋动部件________________,使指针对准电阻的__________(选填“0刻线”或“∞刻线”).(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.A.将K 旋转到电阻挡“×1 k ”的位置;B.将K 旋转到电阻挡“×10”的位置;C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接;D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准7.用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值,若将选择倍率的旋钮拨至“×100”的欧姆挡时,测量时指针停在刻度盘0 Ω附近处,为了提高测量的精确度,有下列可供选择的步骤: A.将两根表笔短接B.将选择开关拨至“×1 k ”欧姆挡C.将选择开关拨至“×10”欧姆挡D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数E.调节欧姆调零旋钮电阻,使指针停在0 Ω刻度线上F.将选择开关拨至交流电压最高挡上将上述步骤中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理顺序是______________________(填写步骤的代号);若操作正确,上述D 步骤中,指针偏转情况如图所示,则此未知电阻的阻值是R x =_______________.8.如图所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时,表针指示如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”).(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________ mA;当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________ mA.(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量直流电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为________ V.9.在练习使用多用电表的实验中(1)某同学连接的电路如图所示①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________的电流;②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是__________的电阻;③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是__________两端的电压.(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,若()A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新调零后再进行测量C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25 ΩD.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大2、测二极管的正、反向电阻10、某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:(1)检查多用电表的机械零点.(2)将红、黑表笔分别插入正、负插孔,将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处.(3)将红、黑表笔___________,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将___________表笔接二极管正极,将________表笔接二极管负极,读出多用电表示数. (5)为了得到准确的测量结果,应让多用电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”),否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4).(6)测量完成后,将选择开关旋转到____________位置.11.如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明__________________可能有故障.三、测电池电动势和内阻1、伏安法(1)为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表.(2)实验中不能将电流调得过大,且读数要快,读完后立即切断电源,防止干电池因大电流放电时间过长导致内阻r发生明显变化.(3)当干电池的路端电压变化不很明显时,作图象,纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始.如图所示,此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E,但图线与横轴交点不再是短路电流,内阻要在直线上取较远的两点用r=|ΔUΔI|求出.(4)误差分析偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不准确.系统误差:主要原因是电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些.U越大,电流表的读数与总电流的偏差就越大,将测量结果与真实情况在U -I坐标系中表示出来,可以得到E测<E真,r测<r真.12.用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中,下列说法中错误的是()A.应选用旧的干电池作为被测电源,以使电压表读数变化明显B.应选用内阻较小的电压表和电流表C.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D.使滑动变阻器阻值尽量大一些,测量误差才小13.某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5 Ω的保护电阻R 0,实验电路如图甲所示.(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来.(2)该同学顺利完成实验,测出的数据如表所示.请你根据这些数据帮他在图4中画出U -I 图象,并由图象得出电池的电动势E =________ V ,内阻r =________ Ω.14.在利用伏安法测定电池的电动势和内阻的实验中,某同学的实际连线如图甲所示.(电流表A :0~0.6~3 A ,电压表V :0~3~15 V)(1)经仔细检查、诊断知,找出该图中有不太合理的连线编号是____________.(2)若利用改正后的正确的连线图,实验后,测得数据,并画出电源的输出特性图象(U -I 图)如图乙.则该电源的电动势为________,电源内阻为________.2、其它实验方案(1)伏安法: (2)安阻法: (3)伏阻法:15.某研究性学习小组利用如图8甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R -1I图线,其中R 为电阻箱读数,I 为电流表读数,由此可以得到E =________,r =________.16、某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20 Ω,连接电路的实物图如图所示.关于该学生接线的说法正确的是( )A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有误C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥 17.给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等器材: (1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图.(2)在实验过程中,将电阻箱拨到45 Ω时,电压表读数为0.9 V ;若将电阻箱拨到如图1甲所示的位置时,电压表读数如图乙表盘所示.根据以上数据,可以算出该节电池的电动势E =______ V ,内阻r =________ Ω.18.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E 和内阻r ,并探究电极间距对E 和r 的影响.实验器材如图所示.(1) 测量E 和r 的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U 和流过电源的电流I ,依据公式_____________________________________________,利用测量数据作出U -I 图象,得出E 和r .(2)将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路.(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U -I 图象如图中(a )、(b )、(c )、(d )所示,由此可知.在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势___________(选填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻__________(选填“增大”、“减小”或“不变”).1、答案10.8解析2、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,但表头的各参量都不变,故B、D对,A、C错.3、答案(1)电压表 1 V(2)电流表 1 A解析(1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G 串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻R V=R g+R1=1 000 Ω.所以,电压表两端的电压最高为:U=I g R V=0.001×1 000 V=1 V.即改装成的电压表的量程为1 V.(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表.当小量程电流表满偏时,通过R2的电流为:IR2=I g R gR2=0.001×100100999A=0.999 A.故改装成的电流表的量程为I=IR2+I g=0.999 A+0.001 A=1 A.4、答案AD解析电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,所以两表头也并联,流过两表头的电流相等,A1的指针半偏时,A2的指针也半偏.A正确,B 错误;两电流表的内阻之比为1∶5,则电流之比为5∶1.A1的读数为1 A时,A2的读数为0.2 A,干路中的电流为1.2 A.C错误,D正确.故选A、D.5、答案ABC解析多用电表中,直流电流和直流电压刻度线是均匀的,共用电表的中间刻度线,但电阻刻度不均匀,A、B选项正确;电阻零刻度对应直流电流的最大刻度,即I g,电阻∞刻度对应直流电流的零刻度,故C选项正确,D选项错误.6、答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC解析使指针对准电流的“0”刻线,应旋动机械调零部件S;使指针对准电阻的“0”刻线,应旋动欧姆调零部件T;测电阻时若指针偏转角度过小,则待测电阻的阻值很大,根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知,应先换用较大倍率的挡位,因此步骤A合理;然后,每换一个挡位应重新调零,则选步骤D;最后,测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连,应选步骤C.7、答案CAEDF160 Ω8、答案(1)1.5×103×1 k(2)30.4(30.3~30.5都正确)152(3)6.1解析(1)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为15,倍率为“×100”,读数为1.5×103Ω;测2.0×104Ω电阻时应选“×1 k”的欧姆挡.(2)选50 mA直流电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA(此时为110估读),指针对应的读数为30.4 mA;选择量程为250 mA的电流挡,则每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到 1 mA(此时为15估读),指针对应的读数为152 mA.(3)选择10 V电压挡,则每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V(此时应为12估读),指针对应的读数为6.1 V.9、答案(1)①R1②R1和R2串联③R2(或电源的路端电压)(2)D解析(1)①当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时,电流表与R1串联,此时电流表测得的是通过R1的电流.②切断电路,选择开关尖端对准欧姆挡时,测得的是R1和R2串联的总电阻.③选择开关尖端对准直流电压挡,闭合开关,且滑动变阻器的滑片移至最左端时,电阻R1被短路,此时多用电表示数等于电阻R2两端的电压,也等于电源的路端电压.(2)双手捏住两表笔金属杆时,测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值,应偏小,A错误;测量时指针若向左偏离中央刻度过大,应增大倍率,B错误;选择开关对应“×10”倍率时,指针位于20与30正中间时,测量值应小于250 Ω,C错误;电池使用时间太久,电动势减小,电池内阻增大,虽然完成调零,但多用电表的内阻增大,测量相同电阻时,通过的电流减小,多用电表的读数将比真实值偏大,D正确.10、解析用多用电表测二极管的反向电阻,应将黑表笔接二极管的负极.选择欧姆挡位后将红、黑表笔短接进行调零,使指针指在最右端零位.为测量准确应使指针尽量指向表盘的中央.测量完毕后,应将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡位置.答案(3)短接(4)红黑(5)中央(6)OFF挡或交流电压最高挡11、答案(1)直流电压欧姆(2)开关或连接点5、6解析(1)当连接点1、2已接好时,电路中已有电压存在,故需用直流电压挡来检测电路.当连接点1、2同时断开时,电路中没有电源提供电压,要检测电路故障,只有通过测各段电路的电阻是否异常,故采用多用电表的欧姆挡.(2)当电路中两点间有电压时,这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的.当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时,就可以确定断路位置在此两点之间. 12、答案 BD解析 伏安法测电池的电动势和内阻实验中,应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表,滑动变阻器阻值不能太大,如果太大不便于调节. 13、答案 (1)如图所示 (2)1.50 0.5 如图所示14、答案 (1)③ (2)3 V 2 Ω 15、解析 由欧姆定律有,E =I(R +r),R =EI -r.由此知图线的斜率为电动势E ,纵轴截距大小为内阻r.E =9-23.5-1.0V =2.8 V r =1 Ω.答案 2.8 V 1 Ω 16、答案 AD解析 在实物连线图中,滑动变阻器的两个固定端接入电路,滑片没有接,所以移动变阻器滑动端时,不会改变接入电路的电阻大小,变阻器不起变阻作用,A 正确;电流表只允许电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,图中电流表的正、负接线柱接对了,所以B 错误;图中电源由一节干电池充当,电动势是1.5 V ,所以电压表量程应选用0~3 V ,图中连接是正确的,所以C 错误;图中把电压表直接和电池并联,这样即使将开关断开,电压表仍有示数,即开关不能控制通过电压表的电流,且电流从负接线柱流入,从正接线柱流出,所以电压表的接线不妥,D 正确.17、答案 (1)电路图如图所示(2)1.3 20解析 由E =U +U R r 得E =0.9+0.945r ,E =1+168r ,得E≈1.3 V ,r ≈20 Ω.18、答案 (1)U =E -Ir (2)见解析图 (3)不变 增大 解析 (1)根据闭合电路欧姆定律I =ER +r得,路端电压U =IR =E -Ir.(2)根据题目要求,应采用电流表相对于滑动变阻器的内接法,实物连接如图所示.(3)由于U -I 图象的纵截距等于电源的电动势,斜率的绝对值等于电源的内阻,由题图可知,随电极间距的减小,电源电动势不变,内阻增大.。
内阻及电表改装专题演练————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:内阻及电表改装专题演练类型一电源“内阻”1.如图所示,电源电压U=3 V且保持不变,内阻r=1 Ω,定值电阻R1=4 Ω,R2、R3的阻值均为2 Ω,电表内阻忽略不计。
试求:(1)外电路的总电阻;(2)电流表和电压表的示数。
第1题图类型二电表“内阻”2.(2018·名校联考)常用的电流表由小量程的电流计G改装而成,电流计G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律,图甲中G是满偏电流(即小量程电流计允许通过的最大电流)I g=3 mA的电流表,内阻R g=10 Ω。
第2题图(1)把该电流表接入电路中,当通过电流表的电流为满偏电流时,它两端所加的最大电压为多少?(2)要把它改装成一个量程为0.6 A的电流表(如图乙所示),需要给它并联的电阻R0为多大?(答案保留两位小数)(3)通常情况下,实验室用的电流表的电阻是可以忽略的,通过本题的计算,谈谈可以忽略的原因。
3.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=1 Ω,R2=2 Ω,电路中使用的电流表实际上是有电阻的。
假设电流表的电阻值为R A,当闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.25 A,当闭合开关S2,断开S1时,电流表的示数为0.15 A,求:(1)电流表本身的电阻R A大小;(2)电源电压大小。
第3题图4.(2018·亳州5月模拟)常用的电压表是由小量程电流表G改装而成的,小量程电流表G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律。
图甲是一个量程为0~3 mA的小量程电流表G,其电阻R g=10 Ω。
图乙中将这只小量程电流表串联一个定值电阻R后,使通过G的电流为3 mA时,A、B之间的电压等于15 V,这样A、B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~15 V的电压表(图丙)。
(1)求串联的定值电阻R 的大小。
(2)某次测量中,该电压表示数为12 V,求此时通过小电流表G的实际电流大小。
5.(2018·瑶海区三模)小明做改装电压表的实验,他们要将一内阻R g=100 Ω,满偏电流I g=1 mA的电流表G改装成一个量程为0~3 V的电压表(如图甲虚线框内),为此在电流表上串联一个定值电阻R0,求:(1)所串联的电阻R0的阻值为多大?(2)为了将此电表改装成15 V,小明按照图乙并联一个电阻R1,请算出所接电阻R1的阻值。
(3)小明按照图丙串联一个电阻R2,也能改装成功,请算出所接电阻R2的阻值。
6.(2018·瑶海区三模)实验室中的电压表通常有两个量程,它实际是由量程很小的电流计改装而成的。
如图所示为某电压表的内部简化电路图,将A、B两接线柱接入电路时电压表的量程为3 V,将A、C两接线柱接入电路时电压表的量程为15 V,已知R2的阻值为24 kΩ,电流计的内阻r g为500 Ω,则R1的阻值和电流计的满偏电流I g(即小量程电流计允许通过的最大电流)各是多少?第6题图第4题图第5题图7.(2019·原创)我们已经学过串联和并联电路,如图甲电路中EF之间的总电阻,可以理解为R a和R b先串联的总电阻,再与R c并联来求得:如图乙电路中MN之间的总电阻,可以理解为R h和R i先并联的总电阻,再与R j串联来求得:第7题图图丙是一只学生用的双量程电流表实物和电路符号,它有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,其内部结构是由灵敏电流计表头G和定值电阻R1、R2并联改装而成,内部电路如图丁所示,已知G的内阻R g=75Ω,满偏电流I g=4.4 mA;试求R1、R2的阻值。
(结果保留两位小数)第7题图8.用如图所示的电路测量未知电阻R x的阻值,由于电压表的阻值很大,在电路分析时,我们常将电压表视为断路来处理,但是在实际上会有一部分的电流通过电压表,若电压表的内阻R V=500 Ω,调节滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的示数分别为10 V和0.1 A,请完成下列问题:(1)通过电压表的电流是多大;(2)未知电阻R x的真实值是多大;(3)这种测量电路适合测量阻值很大的,还是阻值很小的未知待测电阻,请作出简要的定性分析。
第8题图9.(2018·贵池二模)实验室里常用欧姆表来直接测量电阻。
如图所示是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。
在A、B间接入一电阻R,电路中就有一个对应的电流I,故由电流表的指针位置可以知道电阻R的大小。
为了方便事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值,欧姆表在测量前都需要调零,即把欧姆表的A、B两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置使电流表满偏(指针指在最大刻度处)。
若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5 V来刻度的,满偏电流为10 mA。
求:(1)当欧姆表正常工作时的内阻是多大?(2)当A、B间接入待测电阻R x时,发现指针偏转到满偏电流的一半处,则待测电阻R x的阻值是多大?(3)若在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2 V,用这个欧姆表测得某电阻为350 Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)多大?第9题图10.(2018·固镇三模)常用的电流表和电压表是由小量程的电流表G改装而成的。
电流表G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律。
图甲是一个量程为0~6 mA的电流表G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读出,这时G的两接线柱之间具有一定的电压,已知该电流表的电阻为R g=9.9 Ω。
第10题图(1)若将这个电流表直接接入电路,该电流表的两接线柱之间允许加的最大电压是多少?(2)如图乙所示,若将这个电流表并联一个定值电阻R后,使通过G的电流为6 mA时,A、B之间的总电流等于0.6 A,这样A、B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~0.6 A的电流表(图丙),求并联的定值电阻R的大小。
(3)如果把这个电流表改装成一个量程为0~15 V的电压表,应该在这个电流表串联一个多大的电阻。
1.解:由电路图可知,R 2与R 3串联以后再与R 1并联,电压表测并联电路两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 2、R 3串联后的总电阻:R 23=R 2+R 3=2 Ω+2 Ω=4 Ω 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,外电路的总电阻:R =R 1R 23R 1+R 23=4 Ω×4 Ω4 Ω+4 Ω=2 Ω (2)整个电路的总电阻:R 总=r +R =1 Ω+2 Ω=3 Ω 电路中的电流:I =U R 总=3 V 3 Ω=1 A 电压表的示数:U 外=IR =1 A×2 Ω=2 V 2.解:(1)U g =I g R g =0.003 A×10 Ω=0.03 V (2)R 0=U 0I 0=0.03 V0.6 A -0.003 A≈0.05 Ω(3)由上面计算结果可得,改装成量程为0.6 A 的电流表要并联一个约0.05 Ω的电阻,而并联电路相当于增加导体的横截面积,改装的电流表总电阻一定小于0.05 Ω,相对于一般电路电阻很小,所以通常情况下可以忽略不计。
3.解:当闭合开关S 1,断开开关S 2时,R 1与R A 串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I =U R可得,电源的电压:U =I 1(R 1+R A )=0.25 A×(1 Ω+R A ) ①当闭合开关S 2,断开开关S 1时,R 2与R A 串联,电流表测电路中的电流,则电源的电压:U =I 2(R 2+R A )=0.15 A×(2 Ω+R A ) ②因电源电压不变,联立①②解得:R A =0.5 Ω,电源电压U =0.375 V 。
4.解:(1)R =U I -R g =15 V3×10-3A-10 Ω=5 000 Ω-10 Ω=4 990 Ω (2)当电压表两端电压为12 V 时,通过的电流I =U R 总=12 V 5 000 Ω=2.4×10-3A =2.4 mA 5.解:(1)此时电流表G 的电流为I g =1 mA ; 组装后电压表两端电压U 1=3 V I g (R 0+R g )=U 1 解得R 0=2 900 Ω(2)图乙中,电流表G 中电流为1 mA ,组装后电压表两端电压U 2=15 V ,I g R g +⎝⎛⎭⎪⎫I g +I g R g R 1R 0=U 2 100 Ω×1×10-3A +⎝ ⎛⎭⎪⎫10-3 A +100 Ω×10-3A R 1×2 900 Ω=15 V解得:R 1≈24 Ω;(3)此时电流表G 的电流为I =1 mA ;组装后电压表两端电压U 2=15 V I g (R 0+R g +R 2)=U 2 10-3A×(100 Ω+2 900 Ω+R 2)=15 VR 2=12 000 Ω6.解:将A 、B 两接线柱接入电路时,R 1和R g 串联, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,由I =U R可得,电压表的量程:U 1=I g (R g +R 1),即3 V =I g (500 Ω+R 1) ①将A 、C 两接线柱接入电路时,R 1、R 2和R g 串联,则电压表的量程:U 2=I g (R g +R 1+R 2),即15 V =I g (500 Ω+R 1+24×103Ω) ② 联立①②两式可得:R 1=5 500 Ω,I g =5×10-4A 。
7.解:0.6 A 量程,R 1、R 2串联后与R g 并联:I g R g = (I 1-I g )(R 1+R 2) ①3 A 量程,R g 、R 2串联后与R 1并联:I g (R g +R 2)= (I 2-I g )R 1 ②4.4 mA ×75 Ω=(600 mA -4.4 mA)×(R 1+R 2) ③ 4.4 mA×(75 Ω+R 2)=(3 000 mA -4.4 mA)×R 1 ④ 595.6R 1+595.6R 2=330 ⑤ 2 995.6R 1-4.4R 2=330 ⑥ ⑤-⑥:R 2=4R 1 ⑦ ⑦代入⑥:R 1≈0.11 Ω 代入⑦:R 2≈0.44 Ω8.解:(1)根据题意和电路图可知,电压表的内阻R V 和待测电阻R x 并联,电流表测量干路电流; 通过电压表的电流:I V =U R V =10 V500 Ω=0.02 A(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R x 的电流:I x =I -I V =0.1 A -0.02 A =0.08 A 因并联电路中各支路两端的电压相等,所以未知电阻R x 的真实值:R x =U I x =10 V0.08 A=125 Ω(3)当待测电阻的阻值比电压表的内阻小很多时,电压表分得的电流很小,电流表的示数接近通过待测电阻的电流,测量的结果比较准确,所以,这种测量电路适合待测电阻很小的情况。