高考物理冲刺：知识讲解-电学实验：电表的改装.doc

三教上人（A+版-Applicable Achives）物理总复习：电学实验：电表的改装电阻的测量练习使用多用电表编稿：李传安审稿：【考纲要求】1、知道电流表、电压表是由表头改装而成的，知道其改装原理及其在电路中对电路结构的影响；2、知道知道伏安法侧电阻的两种电路的区别；3、知道电学实验仪器的基本选用原则，会对简单的实验进行设计及电路实物图的连接；4、知道几种测电阻的拓展方法；5、知道多用电表的表盘、欧姆档的内部结构，理解其工作原理；6、能用多用电表探测黑箱电学元件考点梳理】考点一、电表的改装1、电流表（表头）　　小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个：　①电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻；　②指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程；　③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压，也叫电压量程由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小2、电压表的改装要点诠释：电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示电压扩大量程的倍数由串联电路的特点得解得即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻电压表的总电阻。

3、电流表的改装要点诠释：电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量程的电流表满偏电流为I，如图所示扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为要点诠释：（1）由串联分压原理可知：串联的分压电阻越大，电压表的量程越大；由并联分流原理可知，并联的分流电阻越小，电流表的量程越大2）实际电表：当电表不能看作是理想的（特别是一些实验测量问题），这时的电表既是一个测量的仪表，又是连接在电路中的一个电阻，就好像电流表变成了一个小电阻，只不过这个电阻能显示出流过它的电流；电压表变成了一个大的电阻，它同时可显示出自己两端的电压4、电表的校对　　按如图所示的电路对改装成的电表进行校对校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值　　　考点二、伏安法测电阻一、伏安法测电阻1、原理　部分电路欧姆定律2、两种接法　　如图甲所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常称“外接法”；如图乙所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常称“内接法”　　3、误差分析要点诠释：采用图甲的接法时，由于电压表分流，电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大，因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值，所以测量值比真实值小。

电压表读数是准确值，电流表读数偏大，所以，即测量值小于真实值电压表内阻比待测电阻大得越多，测量误差越小，因此测量小电阻时应采取外接法　　采用图乙的接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大，因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值所以测量的电阻值比真实值大，由，电流表是准确值，电压表读数偏大，所以，即测量值大于真实值待测电阻越大，相对误差越小，因此测量大电阻时应采取内接法选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”4、伏安法的选择　　为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：（1）阻值比较法：将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较，若，宜采用电流表外接法；若，宜采用电流表内接法2）临界值法：令，当时，内接法；时，外接法3）实验试探法：按如图接好电路，让电压表的一根接线P先后与B、C处接触一下，如果电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法　　　二、测量电阻的若干方法要点诠释：1、安安法测电阻　　若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。

1）如图所示，当两表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻，则可测得的内阻　　（2）如图所示，当两电表的满偏电压时，串联一定值电阻后，同样可测得的内阻　　2、伏伏法测电阻　　电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用1）如图所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻，则可测出的内阻　　（2）如图所示，两电表的满偏电流时，并联一定值电阻后，同样可测得的内阻　　　3、电阻箱当电表使用（1）电阻箱当作电压表使用如图所示，可测得电流表的内阻　　图中电阻箱R可测得表两端的电压为，起到了测电压的作用2）电阻箱当作电流表使用如图所示，若已知R及，则测得干路电流为　图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用4、比较法测电阻如图所示，测得电阻箱的阻值及表、表示数、，可得如果考虑电表内阻的影响，则　　5、替代法测电阻如图所示：　　（1）S接1，调节，读出A表示数为I；（2）S接2，不变，调节电阻箱，使A表示数仍为I；（3）由上述可得该方法优点是消除了A表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻不能连续变化6、半偏法测电流表内阻（1）找出电流表的三个参数、和，可直接从表头上读出，可采用半偏法测出，。

2）半偏法测电流表内阻：要点诠释：　①测量原理：电路如图所示：　　第一步，闭合，调节使G指针满偏；第二步，再闭合，调节，使G指针半偏，读出的值，则实验中，要注意满足G能满偏的前提下使　②误差分析设电源电动势为E，内阻忽略，在闭合断开，G满偏时有　①当也闭合，G半偏时有　②由①②可得故，测量值比偏小，，要减小误差，应使3）熟悉把改装的电表跟标准电压表核对的电路及方法考点三、练习使用多用电表一、欧姆表要点诠释：1．内部电路：如图所示　2．改装原理：根据闭合电路欧姆定律制成的图中G是表头，内阻，满偏电流，电池的电动势为E，内阻为r，R是可变电阻也叫调零电阻1）当红、黑表笔相接触时（如图甲），相当于被测电阻，调节R的值，使电流表的指针达到满偏，所以电流表的满刻度处被定为电阻挡的0刻度2）当红、黑表笔不接触时（如图乙），相当于被测电阻，此时电流表的指针指在电流表零刻度，所以电流表零刻度的位置是电阻挡刻度的“”位置　（3）当红、黑表笔间接入某一电阻时（如图丙），通过电流表的电流，一个对应一个电流值，我们可在刻度盘上直接标出与I值对应的值，就可以从刻度盘上直接读出的值4）中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的值叫中值电阻，。

3．刻度特点：欧姆表的刻度是不均匀的，零刻度在刻度盘最右边，越往左刻度越密，读数时要注意，在中值电阻附近读数比较准确．4．注意：欧姆表测电阻非常方便，但准确度不高．如电池用久了，电动势小于额定值，但刻度盘是按照额定值绘制的．由于电池电动势不等于额定值，所以用欧姆表测量就会带来较大的误差，且电池用久了测量结果偏大．二、多用电表1．用途：测量交直流电压、直流电流、电阻．高级的多用电表还可测电容、音频电平等2．构造：多用表内部线路很复杂，如图所示为多用表J04Ⅱ型的外形它的上半部是表头，表头上有电阻、电流、电压等各量程的刻度．其中最上方的刻度是电阻刻度，它的刻度不均匀中间刻度是直流电流、电压和交流电压（交流2.5V除外），它的刻度是均匀的最下方的刻度是2.5V的刻度　下半部的S是选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程P是定位螺丝，Q是调零旋钮，R是两个测试笔插孔　　　图是简化了的多用表的电路原理图当选择开关分别接1、2、3、4时，即可测直流电流、直流电压、交流电压、电阻　　　3．用法：测量前，应先检查表针是否停在左端的“0”位置，如不指零，应轻轻转动定位螺丝，使指针指零将红、黑两表笔分别插入正（＋）、负（一）测试笔插孔。

1）测量直流电流时，应把选择开关旋到直流电流挡的某一合适量程上，使多用表与被测电路串联，红表笔接高电势，黑表笔接低电势，此时从中间的刻度线上（即图左端标有直流符号的刻度）读数2）测量直流电压时，应把选择开关旋到直流电压挡的某一合适量程上，使多用表与被测电阻并联，红表笔接高电势，黑表笔接低电势，此时仍从中间的刻度线读数3）测电阻实验步骤1．用多用电表的欧姆挡测电阻实验步骤：　a．机械调零检查多用表指针是否停在表盘刻度线左端的零位置，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝　b．选挡先将两表笔分别插入所对应的插孔中，根据定值电阻大小，旋动选择开关使其尖端对准欧姆挡的合适量程挡　c．欧姆调零将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向电阻刻度的零位置　d．测量、读数．将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接，表针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值　e．重复bcd对其他定值电阻进行测量时，要注意每次换挡后都要重新调零，并将测定值与标定值进行比较；对灯泡、电炉丝或人体电阻测量时，注意先粗测或估计其阻值，选择好适当量程　f．实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池。

2．研究二极管的单向导电性要点诠释：如图：　（1）将小灯泡、二极管、电键、直流电源用导线串联成回路，改变电源的极性的接法，观察二极管的开关特性（单向导电性）2）用多用表判断二极管的极性：　　将二极管接到两表笔之间，若指示的电阻值很小，对二极管加的是正向电压，黑笔接的是正极，红笔接的是负极；若指示的电阻值很大，说明对二极管加的是反向电压，黑笔接的是负极，红笔接的是正极3．用多用电表探测黑箱内的元件要点诠释：（1）用直流电压挡测量，待测电路中某两点间有无电压，注意分析有电压、无电压分别说明什么？（2）用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻，看电阻是否改变3）用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻，并记住红、黑表笔分别接哪一点4）根据测量对黑箱内元件进行判断，画出结构图利用多用电表探测黑箱内电学元件的操作程序如下：　　　　做出初步判断后，再根据各接点间的测量数据进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件（电阻、电池、二极管等），最终确定元件的位置和连接方式典型例题】类型一、电表的改装例1、有一只电流表的满偏电流，内阻，现在要把它改装成一量程为的电压表1）在虚线框中画出改装电路原理图，并计算出所用电阻的阻值。

　　（2）某同学完成改装后，把这只电压表接在如图所示电路中进行测量：已知电阻R=1Ω，断开电键S时电压表读数；闭合电键S时电压表读数试根据他所测出的数据近似计算出这只干电池的电动势E和内电阻r，并说明你所作计算的近似的依据思路点拨】要将小量程的电流表改装成电压表，表自身承受的电压很小，必须串联一个电阻，根据串联分压的特点，让大部分电压被电阻分得，所以分压电阻较大，再根据电路特点计算出分压电阻【答案】（1）如图2）见解析解析：（1）由串联电路特点解得：R=29.99kΩ（2）当S断开时，由，得当S闭合时，　解得r=0.5Ω近似的依据：根据闭合电路欧姆定律，S断开时，，由于，近似认为总结升华】把电流表改装成电压表，抓住串联分压的特点第二步根据。