高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3_4 多用电表电路分析与设计课件 沪科版选修3-1

第3章 学案4多用电表电路分析与设计 目标定位1 掌握将小量程电流表改装成大量程电压表的原理 并进行有关计算 2 掌握将小量程电流表改装成大量程电流表的原理 并进行有关计算 内容索引 知识探究 达标检测 知识探究 1 一 多用电表测电压电路 实验室有一表头G 满偏电流为5mA 电阻为100 现在欲用它作为电压表测量5V的电压 能直接测量吗 若不能 应采取什么措施 答案 不能直接测量 由于表头的满偏电压Ug IgRg 0 5V 小于要测量的电压 应给表头串联一分压电阻 1 小量程电流表G 表头 的三个参数 1 电流表的内阻 电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻 2 满偏电流 指针偏转到时的电流Ig叫做满偏电流 3 满偏电压 电流表G通过时 加在它两端的电压Ug叫做满偏电压 最大刻度 满偏电流 2 把满偏电流为Ig 内阻为Rg的电流表改装成量程为U的电压表 需将表头联一个分压电阻 如图1所示 串 图1 IgRx Rg Rx 3 要改装成双量程电压表 其表头需串联个电阻 如图2所示 两 图2 例1有一个电流计G 内电阻Rg 10 满偏电流Ig 3mA 1 要把它改装成量程为3V的电压表 应该串联一个多大的电阻 改装后电压表的内阻是多大 答案 解析 990 1000 图3 表头G的满偏电压Ug IgRg 0 03V分压电阻R1两端的电压UR1 U1 Ug 2 97V 2 若要把它改装成量程为15V的电压表 应该串联一个多大的电阻 改装后的电压表的内阻是多大 答案 解析 4990 5000 分压电阻R2两端的电压UR2 U2 Ug 14 97V 二 多用电表测电流电路 有一个满偏电流Ig 50 A 内阻Rg 1000 的电流表 现在想把它改装成一个量程为0 3A的电流表 应如何做 答案 利用并联电阻的分流作用 可并联一个分流电阻R 使当表头满偏时 通过表头和R的总电流为3A 如图所示 根据IgRg IR R IR I Ig得 1 小量程电流表改装成大量程电流表需联一个分流电阻 2 满偏电流为Ig 内阻为Rg的电流表改装成量程为I的电流表的电路如图3所示 并 图3 3 双量程电流表的电路中需接两个电阻 电路结构如图4所示 图4 例2一个电流表的电阻RA为0 18 最大量程为10A 刻度盘分为100个刻度 现将其最大量程扩大为100A 需 联一个 的电阻 此时刻度盘每个刻度表示 A 新的电流表的内阻为 答案 并 解析 0 02 1 0 018 扩大电流表的量程 需要并联一个分流电阻 电路如图 扩大后电流表的内阻为R与RA的并联电阻 针对训练有一只满偏电流Ig 5mA 内阻Rg 400 的电流表G 若把它改装成量程为10V的电压表 应 联一个 的分压电阻 该电压表的内阻为 若把它改装成量程为3A的电流表 应 联一个 的分流电阻 该电流表的内阻为 答案 串 解析 1600 2000 并 0 668 0 667 改装成电流表时应并联一个分流电阻 由并联电路两端电压相等得IgRg I Ig R2 三 伏安法测电阻 电压表 电流表都是由小量程的电流表改装而成 电压表的内阻不是无穷大 电压表与电阻并联时是否会分流 电流表的内阻不是零 电流表与电阻串联时是否会分压 用伏安法测量电阻R时 电表的内阻对测量结果是否有影响 答案 会分流会分压有影响 图5 小 大 例3用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值 如图6所示 分别将图 a 和 b 两种测量电路连接到电路中 按照 a 图时 电流表示数为4 60mA 电压表示数为2 50V 按照 b 图时 电流表示数为5 00mA 电压表示数为2 30V 比较这两次结果 正确的是 图6 A 电阻的真实值更接近543 且大于543 B 电阻的真实值更接近543 且小于543 C 电阻的真实值更接近460 且大于460 D 电阻的真实值更接近460 且小于460 答案 解析 达标检测 2 1 电表的改装 多选 将分压电阻串联在电流表上 改装成电压表 下列说法中正确的是A 接上分压电阻后 增大了原电流表的满偏电压B 接上分压电阻后 电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上 电流表的满偏电压不变C 如分压电阻是表头内阻的n倍 则电压表量程扩大到n倍D 通电时 通过电流表和分压电阻的电流一定相等 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 电流表改装成电压表后 电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上 电流表的满偏电压并不改变 并且电流表和分压电阻是串联关系 通过的电流一定相等 故选项A错误 选项B D正确 如分压电阻是表头内阻的n倍 则电压表量程扩大到 n 1 倍 故选项C错误 2 电表改装原理 如图7所示 甲 乙两个电路 都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成 它们之中一个是测电压的电压表 另一个是测电流的电流表 那么以下结论中正确的是 答案 解析 1 2 3 4 图7 A 甲表是电流表 R增大时量程增大B 甲表是电流表 R增大时量程减小C 乙表是电压表 R增大时量程减小D 上述说法都不对 1 2 3 4 电压表中电阻分压 串联 电流表中电阻分流 并联 甲表为电流表 乙表为电压表 并联电路电阻大时分流少 所以R增大时量程减小 串联电路电阻大时分压多 所以R增大时量程增大 3 伏安法测电阻 多选 如图8所示的电路中 电压表和电流表的读数分别为10V和0 1A 电流表的内阻为0 2 那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是A Rx的测量值比真实值大B Rx的测量值比真实值小C Rx的真实值为99 8 D Rx的真实值为100 2 1 2 3 4 答案 解析 图8 1 2 3 4