（状元课堂）高三物理 （考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试）模块十 恒定电流 实验二 把电流表改装成电压表 新人教版.doc

实验（二） 把电流表改装成电压表【考点透视】一、考纲指要实验：把电流表改装为电压表二、命题落点1测量电表的内阻，电表的改装。如例12螺旋测微器读数和电表校对。例2【典例精析】例1：（04天津）现有一块59c2型的小量程电流表g（表头），满偏电流为50a，内阻约为800850，把它改装成1ma、10 ma两种量程电流表。可供选择的器材有：滑动变阻器r1，最大阻值20；滑动变阻器r2，最大阻值100k；电阻箱r/，最大阻值999；定值电阻r0，阻值1k；电池e1，电动势1.5v；电池e2，电动势3.0v；电池e3，电动势4.5v；（所有电池内阻均不计）标准电流表a，满偏电流1.5 ma；单刀单掷开关s1和s2，单刀双掷开关s3，电阻丝及导线若干。（1）采用如图1013所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ；选用的电池为 。（2）将g改装成两量程电流表。现有两种备选电路，如图1014和图1015。图 为合理电路，另一电路不合理的理由是 。（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对lma电流表的量程）。画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用a/来表示。解析 为了便于测量滑动变阻器应选用较大的，电源电动势大，误差小。图1015在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致可能流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。因为校对电流表必须从零开始连续校对，所以滑动电阻器用分压式连接，见图图1016。答案：（1）r2 e3（2）图1014 图1015在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致可能流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。（3）见图1016。例2：（2004高考理综）（1）图1017中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为 mm。（2）实验室内有一电压表量程为150mv，内阻约为150。现要将其改装成量程为10ma的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池e（电动势为15v），电阻箱r，滑动变阻器r/，电流表（有15ma，15ma与150ma三个量程）及开关k。（a）对电压表改装时必须知道电压表的内阻。用图1018所示的电路测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表应选用的量程是 。若合上k，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150ma，电流表的读数为1.05ma，则电压表的内阻rmv为 （取三位有效数字）。（b）在对改装成的电流表进行校准时，把作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图 （滑动变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是 （取三位有效数字），电流表应选用的量程是 。解析 （1）从图1017可以看出薄板的厚度超过6mm，介于6.12mm与6.13mm之间，估计一位，可得6.124mm。（2）电流表和电压表虽是两种不同的电表，但从本质上看，都是电流表，它们测量的都是电流。一般电流表的内阻较小，表盘上根据通过电表的电流进行刻度；电压表的内阻较大，表盘上根据通过电表的电流与内阻的乘积进行刻度。可见把电压表改装成电流表是可行的。因电压表的量程为150mv，内阻约为150，故可知通过电压表的最大电流约为i=150/150ma=1ma。故在测量电压表的内阻时，电路的电流表应选用量程为1.5ma的电流表。从题给的测量电压表内阻的电路中，电流表的读数便是通过电压表内阻的电流，电压表的读数是电压表内阻两端的电压，电压表读数与电流表读数之比值便是电压表的内阻rmv。在测量电压表的内阻时，当电压表的读数为其量程时，电流表的读数1.05ma。这表明该电压表是一内阻为rmv，量程为i m=1.05ma的电流表。为把电压表改装成量程为i/ m=10ma的电流表，必须在电压表两端并联一电阻r。使i mrmv=（i /mi m）r成立，由此便可求出所需并联的电阻的阻值，即r= 根据有关数据可得r=16.8对改装成的电流表校正，就应把改装成的电流表与标准电流表串联，比较同一电流通过两个电流表时的读数，由此便可画出校正电路的原理图，如图1019。【常见误区】不能正确理解电流表和电压表的工作原理。很多同学错误的认为电压表只能测电压，电流表只能测电流。其实是对它们的工作原理不理解。电压表和电流表都是由表头g改装而成的。电压表是表头g串联较大电阻而成，可以认为电压表是一个较大阻值的电阻，可以分得一部分电流；电流表是表头g并联较小电阻而成，可以认为电流表是一个较小阻值的电阻，可以分得一部分电压。【基础演练】1按如图1020所示的电路进行实验时，如果r调为9900时，电表指在满刻度300a处。当r/调为90时电流指在半满偏，则：（1）电流表的内阻rg= 。（2）若将此电表改为3v的电压表，则应将电流表与电阻_联，电阻箱的取值应为_。（3）用此改装表去测电压时，如果指针在150a的位置，则所测电压读数为_v。2把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表g的满偏电流ig为200a，内阻估计在400600w之间。（1）按图1021测定电流表g的内阻rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：a滑动变阻器（阻值范围0200w）图18grs2rs1图1021b滑动变阻器（阻值范围01750w）c电阻箱（阻值范围0999w）d电阻箱（阻值范围099999w）e电源（电动势6，内阻0.3w）f电源（电动势12，内阻0.6w）按实验要求，r最好选用_，r最好选用_，e最好选用_。（填入选用器材的字母代号）（2）假定由上述步骤已测出电流表内阻rg500w，现在通过串联一个24.5kw的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为_v。（3）实验中电流表内阻的测量值_真实值，导致校准时改装电压表的读数_标准电压表的读数。（4）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量的相对误差，即。试导出它与电源电动势e、电流表满偏电流ig及电流表内阻rg的关系式。（5）已知ig200a，电流表内阻rg的真实约为500，要想使测量的相对误差不大于1%，电源电动势最小应为_伏。根据此铭裨中的有关数据，可知该车的额定时速约为 （ ）a15kmh b18 kmhc20 kmh d25kmh3某同学准备用500ma的电流表改装成一块量程为2.0v的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图1022示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：图19图1022a电流表g1 （量程1.02ma，内电阻约100w）b电流表g2 （量程500ma，内电阻约200w）c电池组e （电动势为3.0v，内电阻未知）d滑线变阻器r （025w）e四旋钮电阻箱r1 （总阻值9 999w）f保护电阻r2 （阻值约100w）g开关s1，单刀双掷开关s2实验中该同学先合上开关sl，再将开关s2与a相连，调节滑线变阻器r，当电流表g2有某一合理的示数时，记下电流表g1的示数i；然后将开关s2与b相连，保持r不变，调节r1，使电流表gl的示数仍为i时，读取电阻箱的读数r。由上述测量过程可知，电流表g2内电阻rg的测量值为？若该同学通过测量得到电流表g2的内电阻值为190w，他必须将一个阻值为多少的电阻与电流表g2串联，才能改装为一块量程为2.0v的电压表？4有一电流表g，满偏电流ig=3ma。（1）把它改装成量程为3v的电压表，需测出电流表的内阻rg。画出利用半偏法测量rg的电路图。现测得电流表g的内阻rg=10，需串联阻值为 的电阻，其原理是 。对改装后的电压表，下列说法正确的是 （ ）a允许通过的最大电流增大了b刻度盘刻度不均匀了c原电流表g自身的电阻增大了d使用时，加在原电流表g两端的电压的最太埴不可能增大（2）把改装的电压表跟标准电压表进行核对，画出核对电路图。若改装的电压表在满刻度时，标准电压表的读数为3.3v，则满刻度时的百分误差为 。 （3）若改装成量程为0.6