高中物理电表问题

.wd.高中物理电表问题总汇一、 电表、电表的改装1.灵敏电流表G1三个主要参数内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。GRgIgUg满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。2三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg注意：电表就是电阻。2.电压表1电压表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。UgGRgIgU-UgRI-IgUgGRgIgR2电压表的内阻：Rv=Rg+R3.电流表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。G+RE r红表笔黑表笔图12电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)4.电流表改装成欧姆表原理：闭合电路的欧姆定律如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R，使电流表的指针到达满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：当两表笔间接入电阻Rx时，电流表的电流为：G+RE r红表笔黑表笔Rx当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值，就构成了欧姆表。RxPa R bSE r 图2中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中R内R+Rg+r因Ix与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。二、滑动变阻器的两种接法1.限流接法如图2所示。用电器Rx的电压调节范围：电路消耗的总功率为：EI限流接法的选用原那么：测量时电路中的电流或电压没有要求从零开场连续调节，只在小范围内变化，且待测电阻Rx与R接近时。Sa R bE rRxP图3电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。两种方法都满足时优先选用限流接法。2.分压接法如图3所示Rx电压调节范围0UxE。开关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原那么：测量时要求电流或电压从零开场连续调节时。待测电阻Rx远大于R，且要求电压变化范围较大时。采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx的额定值或电表量程时。三、电阻的测量1.伏安法测电阻 1原理：局部电路的欧姆定律。2电流表外接法，如图4所示。误差分析：VAR待图4产生误差的原因：电压表V分流。适用于测小阻值电阻，即Rx远小于Rv时。R待AV图53电流表内接法，如图5所示。误差分析：产生误差的原因：电流表A分压。aVAR待b图6适用于测大阻值电阻，即Rx远大于RA时。4内、外接法的选用原那么计算临界电阻：假设Rx>R0，待测电阻为大电阻，用内接法假设Rx<R0，待测电阻为小电阻，用外接法ARxVS1S2abR即大电阻，内接法；小电阻，外接法。大内小外。试触法确定内外接法：在不知道RV、RA、RX的大致值时，可用试触法，如图6所示触头分别接触a、b两点：假设V变化大，说明A分压大，应用外接法；假设A变化大说明V分流大，应用内接法。例1：某同学欲测一电阻Rx的阻值约为300A1A2图7可供选择的仪器有：电流表A1，量程10mA;电流表A2，量程0.6A;电压表V1，量程3V;电压表V2，量程15V；电源电动势为4.5V。请同学们按图接好电路，闭合S1后，把开关S2拨至a时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S2拨至b时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为所选电流表的量程为Rx的测量值为。2.安安法测电阻假设电流表内阻，那么可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.A2A1R0图81如图7所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果A1的内阻R1，那么可测得A2的内阻R2=I1R1/I2.2如图8所示，当两电表的满偏UA2?UA1时，A1串联一电阻R1，同样那么可测得R2的内阻R2=I1R1+R0)/I2.3.伏伏法测电阻假设电压表内阻，那么可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。V2V1图91如图9所示，当两电表的满偏电流接近时，如果V1的内阻R1，那么可测得V2的内阻R2=U2R1/U1.V1V2R00图102如图10所示，当两电表的满偏电流IV2?IV1时，V1并联一电阻R0，同样那么可测得R2的内阻为4.电阻箱或定值电阻当电表用1电阻箱作电压表用，如图11所示：可测得电流表A2的内阻R2I1-I2)R/I2图中电阻箱R可测得电压为I1-I2)R2电阻箱作电流表用IRRVV图12如图12所示，假设R及RV,那么测得干路电流为：RxA2A1UR1图135.比较法测电阻如图13所示，测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示数I1、I2，可得Rx=I2R1/I1.假设考虑电表内阻的影响，那么：I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)R2R1SRx12图146.替代法测电阻如图14所示，S接1，调节R2，读出电流表示数为I；S接2，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表示数也为I。由上可得：RX=R1该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响，缺点是电阻箱内阻不可以连续调节。7.半偏法测电阻图15SGRR01半偏法测电流表内阻方法一：如图15所示，测电流表G的内阻：将电阻箱R的电阻调到0；闭合S调节R0，使电流表G到达满偏电流I0；保持R0不变，调节R使电流表G示数为I0/2；由上可得RG=R注意：当RG?R0时，测量误差小，此方法适合测大阻值电流表内阻，且测量值偏大。RAS1S2R0图16方法二：如图16所示测量电流表A的内阻断开S2，闭合S1，调节R0，使A表满偏为I0;保持R0不变，闭合S2，调节R，使电流表读数为I0由上得RA=R注意：当R0?RA时，测量误差小，此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。电源电动势宜大一些。2半偏法测电压表内阻VRE r=0S图17方法一：如图17所示，测电压表V的内阻：闭合S,将电阻箱R的电阻调到R1时，测得电压表示数为U1；调节电阻箱阻值为R2，使电压表V的示数为U1/2；由上可得RV=R2-2R1方法二：如图18所示，测电压表V的内阻：将滑动变阻器的画片P滑到最右端，电阻箱R的阻值调到最大；闭合S1、S2，调节R0，使电压表示数指到满刻度；S1R0RS2V图18翻开S2，保持R0不变，调节R，使电压表示数指到满刻度的一半；由上可得RV=R8.欧姆表测电阻，如图19所示：机械调零 选档 欧姆调零 测电阻Rx. 改换档位 重新欧姆调零 G+RE r红表笔黑表笔欧姆调零G+RE r红表笔黑表笔Rx测电阻图19测电阻注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表盘刻度的1/32/3的局部，否那么需换挡，换挡后需重新欧姆调零。R1Rx2AVS2R0S19.消除电表内阻对测量结果的影响例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不管电表内接还是外接都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如以下列图，完成以下实验步骤并写出待测电阻Rx的表达式。先将S1闭合。 将S2与1闭合，调节R，读出电压表读数U1，安培表读数I1根据上述测量结果，算出Rx四、实物图连线要求：导线不能有穿插、分支，导线必须接在接线柱上；电表的正负极与电源的正负极不能接错。例5.为了测量一个“12V、5W的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源：12V，内阻不计；电流表：00.6A，03A，内阻可忽略； 电压表：03V，015V，内阻很大； 滑动变阻器；阻值范围020，允许最大电流1A； 开关一个，导线假设干。 实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V. 请在右框中画出实验电路图.按画出的电路图，在下面图3的实物图上连接.某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。某次测量时，电流表指针位置如图5所示，电流表读数为 A，此时小灯泡的实际功率为 W。练习1图练习：1.现有器材：电压表量程3V，内阻约几千欧，电压表量程15V，内阻约几十千欧，定值电阻3.0kW，滑动变阻器R01750W，直流电源约6V，内阻不计，开关、导线假设干，要求利用这些器材测量电压表的电阻值1在方框中画出实验电路图2用量和直接测得量表示的电压表内阻的表达式为r _式中各直接测得量的意义是：2.用伏安法测定一个阻值约1k的电阻，要求测量结果尽量准确1以下器材中应选用的是用字母代号表示A电池组6V，内阻很小B电流表010mA，内阻10 C电流表01mA，内阻100D电压表03V，内阻5kE电压表06V，内阻10kF滑动变阻器020，1AG滑动变阻器0200，0.3AH开关、导线2在方框中画出实验电路图。3将实物连接成实验电路。3.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，采用的仪器有：电源E电动势6V，内阻不计；额定电压4.0V的小灯泡L；电流表A量程0.6A，内阻约2；电压表表V量程5V，内阻约15k；滑动变阻器R最大阻值15；开关S，导线假设干。实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调。I在做实验时，连成的实物电路图如下：请你指出上述实验电路图中的错误之处：请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。 如以下列图为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的IU图象。图象是一条曲线而不是直线的原因是；从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是。4使用万用电表欧姆挡测电阻时：测量前应检查指针是否停在“W刻度线的“处；每一次换档位，都要重新进展一次“欧姆调零；在外电路，电流是从黑表笔流经被测电阻到红表笔的。测量时，假设指针偏转很小(靠近附近)，应换倍率较大的档位再测。以上做法正确的选项是 ABCD5.测量电