2020届高考物理专题分析-电学实验-电表改装

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电表改装

【表头G】

常用的电压表和电流表都是由表头G改装而成的.

表头的本质是一个小量程的磁电式电流表,指针偏转的角度θ跟电流强度成正比,所以表头的表盘刻度均匀分布。

电流表G的电阻R g叫做电流表的内阻,指针偏转到最大刻度时的电流I g叫做满偏电流,电流表G通过满偏电流时,其两端的电压U g叫做满偏电压,三者服从欧姆定律

U g=I g R g

(1)表头G既然是电流表,就可以直接用来测电流

流过电阻R的电流即表头G的示数I

(2)电流通过表头G时,指针指着某一电流刻度,表示通过电流表的电流为某一数值,而且意味着表头的两接线柱之间具有一定大小的电压,因此,如果内阻R g已知,电流表G 实际上也是一个小量程的电压表.

R

电阻R两端的电压U=IR g

【注意】

此时电阻R两端的电压U=IR g是利用欧姆定律计算出来的,而不是从表头G的表盘上直接读出;如果需要直接从表盘上读出电压U,我们需要做的就只是修改表盘(改数字和单位)

【例】设电流表的满偏电流I g=3mA,内阻R g=100Ω,则满偏电压U g=0.3V,则

充当电流表时的表盘如图

充当电压表时的表盘如图

【改装】

表头G的满偏电压U g和满偏电流I g一般都比较小,无论是用来测电流还是测电压,一般都不能直接测,需要先扩大量程,即改装。

测量较大的电压时要串联一个大电阻用来分压,把它改装成大量程电压表;测量较大的电流时则要并联一个小电阻用来分流,把它改装成大量程的电流表。

【示数与偏角】

电流表(电压表)的示数,取决于表头G与电阻R的总电流(总电压)

电流表(电压表)的偏角,取决于流过表头G的电流(偏转的角度θ跟电流强度成正比)

【例】四个相同的小量程电流表G(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图示接法连入电路,比较每种接法中电表的示数与偏角θ.

解析:

电流表A1的量程大于A2的量程,则R1

电压表V1的量程大于V2的量程,则R1>R2,