高考物理第10章實驗13把電流表改裝為電壓表更多資料關(guān)注微博高中學習資料庫

1、實驗十三把電流表改裝為電壓表考綱解讀1.掌握電流表的三個參數(shù)，學會用“半偏法”測量電流表的內(nèi)阻.2.學會把電流表改裝為電壓表基本實驗要求1實驗?zāi)康?1)了解電流表構(gòu)造，明確滿偏電流Ig，表頭內(nèi)阻Rg，滿偏電壓Ug的意義(2)進一步理解串聯(lián)的分壓作用(3)掌握把電流表改裝為電壓表的方法(4)理解半偏法測電阻的原理2實驗器材電流表、電阻箱、開關(guān)、電池組、滑動變阻器(大阻值)、標準電壓表、導(dǎo)線3實驗步驟(1)半偏法測電流表內(nèi)阻按照實驗原理圖甲所示的電路圖連接成實驗電路，開關(guān)S1、S2都處于斷開狀態(tài)，使滑動變阻器在電路中的阻值最大閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的指針滿偏閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R

2、使電流表示數(shù)從滿偏電流Ig減小到半偏電流Ig，讀出此時電阻箱的阻值R，就是電流表的內(nèi)阻rg.斷開電鍵(2)改裝電壓表計算出電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)的電阻值R1rg.將電阻箱R的阻值調(diào)到R1，與電流表串聯(lián)構(gòu)成量程為U的電壓表規(guī)律方法總結(jié)1“半偏法”測電流表的內(nèi)阻電路圖如實驗原理圖甲所示，合上S1，調(diào)整滑動變阻器，使電流表恰好滿偏；再閉合S2，調(diào)整R，使電流表恰好半偏當RR時，rgR.2電流表改裝為電壓表，根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的原理可知，把電流表串聯(lián)一個電阻R組成電壓表，二者承受的最大電壓(改裝后量程)UIg(rgR)，或UUgIgR.其阻值為：R0.其原理如實驗原理圖乙所示3校表(1)按如實驗原理

3、圖丙所示的電路圖連接電路，與標準電壓表進行核對改變滑動變阻器的滑片位置，使V的示數(shù)分別為0、U，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否正確(2)R表nrg，其中n為，所以nrgR表4誤差分析(1)在用半偏法測表頭內(nèi)阻的過程中，當閉合開關(guān)S2后，由于R與電流表并聯(lián)R并<Rg，所以電路中的總電流比S2閉合前要大一些，即此時總電流I>Ig，導(dǎo)致流過電阻箱的電流IR>Ig.因為IgRgIRR，所以R<Rg，即表頭內(nèi)阻的測量值小于真實值(2)根據(jù)電流表改裝為電壓表的原理，與電流表串聯(lián)的分壓電阻阻值RRg，由于內(nèi)阻Rg的測量值小于真實值，使R的計算值偏大，所以改裝后的電壓表的量程U也偏大一些

4、考點一實驗步驟與誤差分析例1圖1是半偏法測定電流表內(nèi)阻rg的電路圖，圖中的R實物用_，R實物用_正確連接實物后，實驗步驟如下：A閉合開關(guān)S1，調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度圖1B斷開S1，記下R的值C閉合開關(guān)S2，調(diào)整R和R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半D斷開S1、S2，將R阻值調(diào)到最大上述_項步驟有錯誤，應(yīng)_才正確，改正后正確操作步驟的順序編碼為_，只有當R比R_時才可認為rgR，因為并入R后電路的總電流會變_，故rg的真實值比R要稍_解析題圖中的R應(yīng)用滑動變阻器，R用電阻箱，因為R是為了調(diào)整G，而R是為了調(diào)整電流表半偏時讀出電阻值步驟C項有錯誤，R調(diào)整至G滿偏后不能再動，閉

5、合S2后，通過調(diào)整R來使G達到半偏，這樣rgR.正確的操作順序應(yīng)為DACB；只有當R比R小的多時，閉合S2后R的接入對電路的影響才可忽略，從而近似認為rgR，因為并入R后電路總電阻變小故電流會變大，因此rg的真實值比R要稍大答案滑動變阻器電阻箱C只調(diào)整R的阻值DACB小得多大大考點二對實驗原理及實驗方案的選取例2用半偏法測量電流表內(nèi)阻的電路如圖2所示已知電流表的滿偏電流Ig100 A.(1)有四位學生對圖中電源電動勢E及R1、R2的取值提出了下面四個不同的方案，最佳應(yīng)選擇_AE3 V，R1為09 999.9 的電阻箱，R2為0999.9 的電阻箱圖2BE3 V，R1為09 999.9 的電阻箱

6、，R2為09 999.9 的滑動變阻器CE1.5 V，R1為0999.9 的電阻箱，R2為09 999.9 的電阻箱DE1.5 V，R1為09 999.9 的電阻箱，R2為0999.9 的滑動變阻器(2)某同學在一次實際操作中閉合S1(S2不閉合)，調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏，然后保持R1不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R250 時電流表讀數(shù)為25 A，則此電流表的內(nèi)阻為_A25 B50 C150 D480 (3)圖3用該電流表改裝成一只兩用表(如圖3所示)，其中AB為改裝后的電流表接線端，已知R10.03 .則改裝后的電流表的量程為_ A.解析(1)首先從原理上弄清兩個電阻的作用，R1是為了使電流表滿偏，而R

7、2是為了測量電流表的內(nèi)阻值，故R2必須是電阻箱，而R1可為電阻箱也可以是滑動變阻器；其次要考慮實驗原理帶來的誤差，要使誤差小，應(yīng)盡可能使R1接入電路的電阻大，則要求電源電動勢大，故選A.(2)R2與電流表并聯(lián)，電壓相同，則電流與電阻成反比，得出電流表內(nèi)阻為150 .(3)由并聯(lián)電路的規(guī)律可得：II1Ig104 A A0.5 A.答案(1)A(2)C(3)0.5例3一直流電壓表V，量程為1 V，內(nèi)阻為1 000 .現(xiàn)將一阻值在5 000 7 000 之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程為求得擴大后量程的準確性，再給定一直流電源(電動勢E為67 V，內(nèi)阻可忽略不計)，一阻值R22

8、000 的固定電阻，兩個單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線(1)為達到上述目的，將圖4連成一個完整的實驗電路圖圖4(2)連線完成以后，當S1與S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當S1閉合，S2斷開時，電壓表的示數(shù)為0.70 V由此可以計算出改裝后電壓表的量程為_ V，電源電動勢為_ V.解析(1)實驗電路如圖所示(2)當S1與S2閉合時：·RVU1當S1閉合、S2斷開時：·RVU2由以上兩式得R16 000 ，E6.3 V改裝后的電壓表量程為Ug(R1RV)7 V答案(1)見解析圖(2)76.31一電壓表由電流表G與電阻R串聯(lián)而成，如圖5所示若在使用中發(fā)現(xiàn)此電壓表的示數(shù)總

9、是比準確值稍小一些，采取下列哪種措施可以加以改進()A在R上串聯(lián)一個比R小得多的電阻圖5B換用比R大點兒的電阻C換用比R小點兒的電阻D在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻答案CD解析改裝后的表示數(shù)稍小，說明通過表頭的電流小，串聯(lián)的電阻太大，要改進該表，只要能使串聯(lián)電阻減小的方法均可2將兩個相同的小量程電流表，分別改裝成了一只電流表和一只電壓表，某同學在做實驗時將這兩只表串聯(lián)起來接入一正常發(fā)光的燈泡兩端，則()A.表和表的指針偏角相同B.表和表的指針都不偏轉(zhuǎn)C.表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，表指針有偏轉(zhuǎn)D.表指針有偏轉(zhuǎn)，表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)答案C解析表針是否偏轉(zhuǎn)，要看通過表頭的電流，改裝的電流表因并聯(lián)了小電阻，而使通過

10、表頭的電流小，所以幾乎不偏轉(zhuǎn)；改裝的電壓表，是串聯(lián)了電阻，所以可以偏轉(zhuǎn)3如圖6所示，用半偏法測電流表G內(nèi)阻Rg，下列說法中正確的是()圖6A電鍵K1接通前，R1必須調(diào)節(jié)到高阻值處B電鍵K2接通前，R2的阻值無需調(diào)節(jié)C當電流表示數(shù)從滿偏電流Ig調(diào)到半偏電流時，R2中電流強度稍大于DR1阻值的大小，對實驗誤差沒有影響答案ABC解析半偏法的步驟是閉合K1，調(diào)節(jié)R1，使達到滿偏；閉合K2，調(diào)R2，使的示數(shù)變?yōu)?，此時R2的示數(shù)就是Rg.半偏法的前提是R1Rg，因而在實驗前需將R1調(diào)到高阻值處，A正確由于K2閉合前電流為Ig，閉合K2后，電路中總電阻要小，因而總電流要比Ig略大，因而C正確4一毫安表頭滿偏

11、電流為9.90 mA，內(nèi)阻約為300 .要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖7所示圖中A是量程為2 A的標準電流表，R0為電阻箱，R為滑動變阻器，S為開關(guān)，E為電源(1)完善下列實驗步驟：圖7將圖8實物圖按電路原理圖連線；圖8將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至_端(填“a”或“b”)，電阻箱R0的阻值調(diào)至零；閉合開關(guān)；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，使標準電流表讀數(shù)為1 A；調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時標準電流表的讀數(shù)會_(填“增大”、“減小”或“不變”)；多次重復(fù)步驟，直至標準電流表的讀數(shù)為_，同時毫安表指針滿偏(2)回答下列問題：在完成全部實驗步驟

12、后，電阻箱的阻值讀數(shù)為3.1 ，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為_用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時流過電阻箱的電流為_ A.對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個可能影響它的準確程度的因素：_.答案(1)實物圖連線如圖所示b減小1 A(2)310 0.495例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標準表和毫安表頭的讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實際電流的大小不成正比等解析由于電路采用限流式接法，所以開始時要使滑動變阻器阻值最大，即把觸頭調(diào)至b端，對于改裝好的電流表它是一個量程為1 A的電流表，原毫安表與電阻箱并聯(lián)，則Ig·Rg(1Ig)·R，所以Rg

13、15;3.1 310 .改裝后的電流表指針半偏，說明此時的總電流為0.5 A，所以通過電阻箱的電流為0.5Ig0.495 A.5將滿偏電流Ig300 A、內(nèi)阻未知的電流表G改裝成電壓表并進行校對(1)利用如圖9所示的電路測量電流表G的內(nèi)阻(圖中電源的電動勢E4 V)先閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2，保持R不變，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的，讀出此時R的阻值為200 ，則電流表內(nèi)阻的測量值Rg_ . 圖9(2)將該表改裝成量程為3 V的電壓表，需_(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為R0_ 的電阻(3)把改裝好的電壓表與標準電壓表進行校對，在圖10中試畫出實驗電路圖和實物

14、連接圖圖10答案(1)100(2)串聯(lián)9 900(3)見解析圖解析(1)閉合S2后，電流表G與R并聯(lián)，流過電流表的電流為Ig，則流過R的電流為Ig，由并聯(lián)電路的分流特點知：RgR100 .(2)將該表改裝為量程為3 V的電壓表，需串聯(lián)一個分壓電阻R0，則R0 9 900 (3)6用如圖11所示儀器測量量程為800 mV的電壓表，內(nèi)阻為RV，RV約為900 ，某同學的實驗步驟是：圖11a按電路圖正確連接好電路將滑動變阻器滑片移至最右端，電阻箱阻值調(diào)至最大b合上開關(guān)S1，打開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值和滑動變阻器R1的滑片位置，使得電壓表指針指到滿刻度的一半c合上開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R

15、1的滑片位置，使電壓表的指針指到滿刻度d讀出電阻箱接入電路中的電阻值R，即為電壓表內(nèi)阻RV的大小e斷開開關(guān)S1和S2.可供選擇的器材有：A待測電壓表：量程為800 mV，內(nèi)阻約為900 B滑動變阻器：最大阻值200 ，額定電流1 AC滑動變阻器：最大阻值10 ，額定電流2 AD電阻箱：最大阻值999.9 ，阻值最小改變量為0.1 E電阻箱：最大阻值99.9 ，阻值最小改變量為0.1 F電池組：電動勢約為12 V，內(nèi)阻約為1 G導(dǎo)線和開關(guān)等按照這位同學的設(shè)計方法，回答下列問題：(1)為了使測量比較準確，除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外，從上述器材中還應(yīng)選用的器材是_(用器材前的序號字母表示)

16、(2)在這些器材的實物圖上，用筆畫線表示導(dǎo)線，連接成測量電路(3)在上述實驗步驟中，有遺漏或錯誤的步驟，請改于下面：_，請將正確的實驗步驟按合理的順序排列_(4)對于用上述方法測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測和真實值RV及測量誤差，下列說法中正確的是()AR測>RVBR測<RVC若RV越大，測量值R測相對于真實值RV的誤差就越大D若RV越大，測量值R測相對于真實值RV的誤差就越小答案(1)CD(2)見解析圖(3)見解析acbde(4)AD解析該題要求根據(jù)實驗步驟設(shè)計出實驗原理、畫出實驗電路并進行實物連線，屬于有一定提示的設(shè)計型實驗由實驗步驟b、c、d可知其測量原理是串聯(lián)分壓，開始時電壓表指針滿偏而后指針半偏，從電阻箱上直接讀出電壓表的內(nèi)阻，說明電阻箱與電壓表串聯(lián)且分去了一半的電壓，故測量電路如圖甲所示，考慮到電壓表的量程太小而電池組的電動勢較大，滑動變阻器采用分壓式連接，其完整的實驗電路如圖乙所示甲乙(1)因滑動變阻器采用分壓式連接，其阻值盡可能小些會使實驗的調(diào)節(jié)更方便，故選C.因RV的阻值約為900 ，故電阻箱應(yīng)選D.(2)按電路原理圖連