高中物理-3.4多用电表电路分析与设计课时讲练通课件-沪科版选修3-1

1 利用电流计 表头 能够测量的最大电流和最大电压分别是多大 提示 表头的线圈准许通过的最大电流很小 一般不超过几十微安到几毫安 这个电流值叫表头的满偏电流 用Ig表示 表头能够测量的最大电流为Ig 表头可以看成一个电阻 同样遵从欧姆定律 电表的内阻Rg 满偏电流Ig 满偏电压Ug 它们之间的关系是Ug IgRg 表头能够测量的最大电压为Ug 2 试探究将满偏电流为Ig 内阻为Rg的电流计G改装成量程为U的电压表需要的分压电阻为多大 改装后电压表的内阻是多大 提示 电流计G 表头 的满偏电流为Ig 内阻为Rg 则满偏电压为Ug IgRg 如图所示即为电压表的原理图 其中Rx为分压电阻 由串联电路特点得 Rx Rg Rg n 1 Rg 其中n 改装后的总内阻RV Rg Rx Rg 典例1 有一个电流表G 内阻Rg 10 满偏电流Ig 3mA 要把它改装为量程为0 3V的电压表 要串联多大的电阻 改装后电压表的内阻是多大 思路点拨 电流表G 电流计 改装电压表主要抓住以下几点 1 将电流表G 电流计 看成纯电阻 认识最大电流和最大电压的意义 2 改装后的电压表的电压是电流表和分压电阻的电压之和 3 分压电阻通过的电流与电流表的相同 自主解答 电压表V由表头G和电阻R串联组成 如题图中的虚线框所示 电压表的量程是0 3V 是指电压表V两端的电压为3V时 表头的指针指在最大刻度 即通过电流表G的电流等于Ig 此时表头G两端得到的是满偏电压Ug IgRg 0 03V 电阻R分担的电压为UR U Ug 2 97V 由欧姆定律可以求出分压电阻R 990 电压表V的内阻等于Rg和R串联时的总电阻 即RV Rg R 1000 答案 990 1000 试探究将满偏电流为Ig 内阻为Rg的电流计改装成量程为I的电流表需要的分流电阻为多大 改装后的电流表的内阻是多大 提示 如图所示即为改装大量程的电流表的原理图 其中Rx为分流电阻 由并联电路特点得 Rx I Ig IgRg Rx Rg 其中n 改装后的总内阻RA 典例2 有一个电流表G 内阻Rg 25 满偏电流Ig 3mA 要把它改装为量程为0 0 6A的电流表 要并联一个多大的电阻 改装后电流表的内阻是多大 思路点拨 电流表G改装大量程电流表主要把握以下几点 1 将电流表G看成纯电阻 认识其最大电流和最大电压的意义 2 通过改装后的电流表的电流是通过电流表G和分流电阻的电流之和 3 分流电阻两端的电压与电流表G的相同 4 分流电阻的作用和计算方法 自主解答 电流表A由表头G和电阻R并联组成 如题图中虚线框所示 电流表量程为0 0 6A 是指通过电流表A的电流为0 6A时 表头的指针指在最大刻度 即通过电流表G的电流等于Ig 此时通过电阻R的电流IR I Ig 0 597A 由欧姆定律可以求出分流电阻R 0 126 电流表内阻RA等于Rg与R的并联值 由可以解出RA 然后代入数据 得RA 0 125 答案 0 126 0 125 典例3 2010 长沙高二检测 如图所示 是将滑动变阻器作为分压器使用的电路 A B为分压器的输出端 滑动变阻器的总阻值为R 负载电阻的阻值也是R 电源电压为U 保持恒定 求 1 输出电压UAB的取值范围 2 当滑片P位于变阻器的中央时 输出电压UAB等于多少 思路点拨 解答本题要把握以下两点 1 要注意滑动变阻器分压接法和限流接法的区别 2 要能根据串并联的知识帮助分析本题中电压的关系 标准解答 1 滑片P滑至下端时 负载电阻被短路 则输出电压UAB 0 滑片P滑至上端时 负载电阻与滑动变阻器并联 则输出电压UAB U 2 滑片P位于滑动变阻器的中央位置时 负载电阻与滑动变阻器的下半阻值并联后 再与滑动变阻器的上半阻值串联 则 答案 1 一电压表由电流表G与电阻R串联而成 若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些 可以加以改正的措施是 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 解析 选D 电流表G上允许加的最大电压Ug IgRg 若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表 则应串联一个分压电阻R 且即R n 1 Rg 若电压表读数比准确值稍小一些 说明通过电流表的电流值稍小一些 也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些 所以应稍减小R的阻值 为了达到此目的 不可能再串联一个电阻 那样会使总阻值更大 也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻 那样会使并联后的总电阻比R小得多 如果在R上并联一个比R大得多的电阻 则并联后的总电阻稍小于R 所以应选D 2 图中的甲 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增大时量程减小D 上述说法都不对 解析 选B 甲图是电流计并联了一个变阻器R 变阻器起到了分流作用 增大了电流 所以甲是电流表 且减小R时 分流作用增大 故A错B对 乙图是串联了变阻器R 变阻器R起到了分压作用 故乙表是电压表 且R增大时分压作用增大 故C D错 3 2010 聊城高二检测 为测某电阻R的阻值 分别接成如图所示的甲 乙两电路 在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V和3mA 乙电路中电表示数分别为2 9V和4mA 则待测电阻的阻值应为 A 比1000 略大一些B 比1000 略小一些C 比725 略大一些D 比725 略小一些 解析 选B C 根据甲电路中电压表和电流表的示数 由R 可得R甲 1000 但甲电路测得R中的电流值准确 而测得R两端的电压值偏大 故R甲 R 根据乙电路中的电压表和电流表的示数 由R 可得R乙 725 但乙电路测得R两端的电压值准确 而电流值偏大 故R乙 R 由以上分析可知 B C正确 A D错误 4 有三个电阻 其阻值分别为10 20 30 现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压 问 在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少 解析 答案 11 1 一 选择题 本题共4小题 每小题5分 共20分 1 2010 潍坊高二检测 两个定值电阻R1 R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上 有人把一个内阻不是远大于R1 R2的电压表接在R1两端 如图所示 则电压表的示数为8V 如果他把此电压表改接在R2的两端 则电压表的示数将 A 小于4VB 等于4VC 大于4V 小于8VD 大于或等于8V 解析 选A 并联电路的电阻小于任何一个支路的电阻 又因为串联电路的电压与电阻成正比 所以把电阻并联在R2的两端 则电压表的示数小于4V 故选A 2 两个完全相同的电流计G 分别改装成0 0 6A和0 3A的电流表 则下列说法中正确的是 A 两个电流表串联接入电路后 它们的读数之比是1 1B 两个电流表串联接入电路后 它们的指针偏转的角度是5 1C 两个电流表并联接入电路后 它们的读数之比是1 5D 两个电流表并联接入电路后 它们的指针偏转的角度是1 1 解析 选A B C D 两个电流表串联接入电路 所以通过两个电流表的电流相同 则读数为1 1 故A选项正确 又因这两个电流表是由完全相同的两个电流计改装的 且量程之比是1 5 所以通过表头的电流之比是5 1 故B选项正确 两个电流表并联时加在表头上的电压相同 通过表头的电流也相同 故两表的读数之比是1 5 指针偏转的角度相同 故C D正确 3 一个电流表 刻度盘的每1小格代表1 A 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 A 则 A 给它串联一个电阻 阻值为nRgB 给它串联一个电阻 阻值为 n 1 RgC 给它并联一个电阻 阻值为D 给它并联一个电阻 阻值为 解析 选D 把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻 由并联电路特点 IgRg I Ig R 所以R Rg 每一小格变为n A 量程变为nIg 则R Rg 4 一安培表由电流表G与电阻R并联而成 若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些 下列可采取的措施是 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 解析 选A 安培表的示数比准确值稍小一些 表明并联的分流电阻R稍小一些 只有使R的阻值稍稍增大一些 才能使安培表的准确度得以改进 故只有在R上串联一个比R小得多的电阻 二 非选择题 本题共2小题 共10分 5 2010 郑州高二检测 5分 一个内阻为100 的电流表 允许通过的最大电流为500 A 怎样才能把它改装成量程为2 5A的电流表 解析 若要改装成量程为2 5A的电流表 应并联一个电阻R 并且当流过改装完成的电流表的电流为2 5A时 流过小量程电流表的电流为满偏电流 则有R 0 02 故应并联一个电阻值为0 02 的电阻 答案 并联一个电阻值为0 02 的电阻 6 5分 多用电表直流电流测量电路原理如图所示 设表头的满偏电流Ig 200 A 内阻Rg 100 图中R1与R2的大小应为多少 解析 接2时满偏有 IgRg I1 R1 R2 接1时满偏有 Ig R2 Rg I2R1 将Ig 2 10 4A Rg 100 I1 8 10 4A I2 9 8 10 3A 代入得 R1 2 5 R2 22 5 答案 2 5 22 5 1 2011 济宁高二检测 7分 如图所示电路 电流表A1和A2为两个相同的毫安表 当电路两端接某一恒定电压的电源时 A1的示数为3mA A2的示数为2mA 现将A2改接在R2所在支路上 如图中虚线所示 再接入原来的恒定电压电源 那么 关于A1与A2的示数情况 以下说法正确的是 A A1示数增大 A2示数增大B A1示数增大 A2示数减小C A1示数增大 A2示数不一定减小D A1示数不一定增大 A2示数也不 定增大 解析 选B 由A1示数为3mA A2示数为2mA 可知流过R2的电流为1mA 则有RA2 R1 R2 当A2改接在R2支路上时 R2支路的电阻变大 R1支路的电阻变小 并联总阻值减小 A1示数变大 A1两端电压变大 并联部分的电压变小 流过R2的电流变小 小于原来的1mA 流过R1的电流会大于原来的2mA 故选B 2 13分 有一只量程为1mA的电流表 刻度盘共有50格 若给它并联一个10 2 的电阻 则可将它改装成一个量程为1A的电流表 若要把这个量程为1mA的电流表改装成一个量程为10V的电压表 应在电流表上串联一个多大的电阻 用这个电压表测量电压时 表盘上指针偏转40格 则所测电压为多少伏 解析 将电流表改装成大量程电流表时 并联一分流电阻 则有I Ig 即Rg 9 99 10 将电流表改装成大量程电压表时 串联一分压电阻Ig Rg R2 U R2 Rg 10 9990 当指针偏转40格时 通过电流表的电流为I 0 001 A 所测电压U I Rg R2 8V 答案 9990 8V 本部分内容讲解结束