高考物理一轮复习 第十章 恒定电流 第4讲 实验 把电流表改装成电压表课件.ppt

第4讲实验 把电流表改装成电压表 知识梳理实验原理 1 半偏法 测电流表的内阻电路图如图所示 合上s1 调整r 使电流表恰好 满偏 然后闭合s2 调整r 使电流表恰好 半偏 当r r 时 rg r 2 把电流表改装成电压表 根据串联电阻分压的原理可知 应把电流表与一电阻 串联 其阻值为rx rg 误差分析 误差来源 1 本实验存在系统误差 只有当r r 时 才有rg r 2 由于电流表允许通过的电流太小 也影响了实验测量结果的准确性 3 r 使用电阻箱 阻值的调节本身就不连续 也是误差来源之一 1 一个电流表的内阻ra为0 18 量程为0 10a 刻度盘分为100个刻度 现将其最大测量值扩大为100a 需并联一个0 02 的电阻 此时刻度盘每个刻度表示1a 新的电流表的内阻为0 018 答案并0 0210 018 解析电流表扩大量程需并联一个电阻分流 其阻值r 0 02 改装后的电流表内阻为 0 018 量程为0 100a时刻度盘每个刻度表示1a 2 某同学用量程为1ma 内阻为120 的表头按图 a 所示电路改装成量程分别为1v和1a的多用电表 图中r1和r2为定值电阻 s为开关 回答下列问题 1 根据图 a 所示的电路 在图 b 所示的实物图上连线 2 开关s闭合时 多用电表用于测量电流 填 电流 电压 或 电阻 开关s断开时 多用电表用于测量电压 填 电流 电压 或 电阻 3 表笔a应为黑色 填 红 或 黑 4 定值电阻的阻值r1 1 00 r2 880 结果取3位有效数字 答案 1 连线如图所示 2 电流电压 3 黑 4 1 00880 解析 2 开关s闭合时 r1与表头和r2并联 为电流表 因此用于测量电流 当开关s断开时 r2与表头串联 为电压表 因此用于测电压 3 电流应从红表笔流入电表 从黑表笔流出电表 因此表笔a应为黑色 4 开关s断开时为电压表 u ig rg r2 解得r2 880 开关s闭合时为电流表 r1 1 00 深化拓展 考点电表的改装方法 深化拓展考点电表的改装方法1 电流表g 表头 1 构成 主要由磁体和放入其中可转动的线圈组成 当线圈中有电流通过时 线圈在安培力作用下带动指针一起偏转 电流越大 指针偏转的角度越大 从表盘上可直接读出电流值 2 三个参数 满偏电流ig 表头内阻rg 满偏电压ug 它们的关系 ug igrg 2 电压表 电流表的改装 1 1 2017北京朝阳期末 16 现有一块直流电流计g 满偏电流为200 a 内阻约为400 某同学想把它改装成量程为2v的电压表 他首先根据图示电路 用半偏法测定电流计g的内阻 1 为提高测量准确度 在以下器材中 电阻器r应选用f 电池应选用b 选填器材前的字母 a 电池 电动势1 5v 内阻不计 b 电池 电动势4 5v 内阻不计 c 电阻箱 0 999 9 d 滑动变阻器 0 500 e 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k f 电位器 0 51k 2 该同学在开关断开的情况下 检查电路连接无误后 将r的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是acbe 最后记录r 的阻值并整理好器材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 a 闭合s1b 闭合s2c 调节r的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 d 调节r的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半e 调节r 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半f 调节r 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 3 如果测得r 的阻值为400 0 即为电流计g内阻的测量值 则给电流计g串联 选填 串 或 并 一个阻值为9 6k 的电阻 就可以将该电流计g改装成量程为2v的电压表 4 请你推断在本实验中电流计g内阻的测量值r 比其内阻的实际值rg是偏大还是偏小 由于测得电流计g内阻的准确度将直接影响改装电压表的准确度 请你分析说明利用半偏法测量电流计内阻时 使r 尽可能接近rg的方法 答案 1 fb 2 acbe 3 串9 6 4 见解析 解析 1 参见 4 问解析 2 根据半偏法的操作步骤 可得出合理的步骤为acbe 3 将电流表改装成电压表 应串联一个较大阻值的电阻 根据r rg 可计算出r 9600 9 6k 4 设电源的电动势为e 电流计的满偏电流为ig 当s1闭合 s2断开时 电流计满偏 由闭合电路欧姆定律可得 e ig r rg 当s1 s2均闭合 电流计半偏 设流经r 的电流为i 有 rg i r e i r rg 联立 式可得 可见 r rg 即电流计g内阻的测量值r 比其内阻的实际值rg偏小 由 式可知 为了使电流计g内阻测量值r 尽可能接近实际值rg 即r rg 则需要在电流计达到满偏时 电阻器接入电路的阻值越大准确度越高 所以要选用阻值较大的电阻器 同时 为了确保电流计指针能够满偏 还应当选用电动势适当大的电源 甲 1 2 2010北京理综 21 1 甲同学要把一个量程为200 a的直流电流计 改装成量度范围是0 4v的直流电压表 她按图甲所示电路 用半偏法测定电流计的内电阻rg 其中电阻r0约为1k 为使rg的测量值尽量准确 在以下器材中 电源e应选用b 电阻器r1应选用c 电阻器r2应选用f 选填器材前的字母 a 电源 电动势1 5v b 电源 电动势6v c 电阻箱 0 999 9 d 滑动变阻器 0 500 e 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k f 电位器 0 51k 该同学在开关断开情况下 检查电路连接无误后 将r2的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是 b c a e 最后记录r1的阻值并整理好器材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 a 闭合s1b 闭合s2c 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度d 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半e 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半f 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 如果所得的r1的阻值为300 0 则图甲中被测电流计的内阻rg的测量值为300 该测量值略小于实际值 选填 略大于 略小于 或 等于 给电流计串联 选填 串 或 并 一个阻值为19 7k 的电阻 就可以将该电流计改装为量程4v的电压表 2 乙同学要将另一个电流计改装成直流电压表 但他仅借到一块标准电压表 v0 一个电池组e 一个滑动变阻器r 和几个待用的阻值准确的定值电阻 乙 该同学从上述具体条件出发 先将待改装的表直接与一个定值电阻r相连接 组成一个电压表 然后用标准电压表 v0校准 请你画完图乙方框中的校准电路图 实验中 当定值电阻r选用17 0k 时 调整滑动变阻器r 的阻值 电压表 v0的示数是4 0v时 表的指针恰好指到满量程的五分之二 当r 选用7 0k 时 调整r 的阻值 电压表 v0的示数是2 0v时 表的指针又指到满量程的五分之二 由此可以判定 表的内阻rg是3 0k 满偏电流ig是0 50ma 若要将表改装为量程是15v的电压表 应配备一个27 0k 的电阻 答案 1 bcf bcae 300略小于 串19 7 2 如图所示 3 00 5027 0 解析 1 考虑到减小误差 电源应选电动势较大的b 因为电动势越大 r2接入电路阻值越大 测得数据越准确 r1要选能读出接入电路的电阻值的电阻箱c r2在电路中是限流接法 应选用总阻值大于30k 的电位器f 半偏法的具体操作顺序是 a s1断开 s2闭合 b 调节r2 使电流计指针满偏 c 闭合s1 d 保持r2不变 调节r1 使电流计指针半偏 e 读出r1 即为电流计内阻值 根据半偏法原理 rg r1 300 由于闭合s1后 干路电流会略为变大 故半偏时 流过r1的电流略大于电流计的电流 故r1的阻值略小于电流计