电压表、电路设计上课

14.7电压表和电流表伏安法测电阻,串联电路、并联电路特点,一、表头G（小量程的电流表）,1、电流表G的构造,永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动线圈,图片,原理,构造,I：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。,IU：通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。,U：如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了,2、电流表G的工作原理,2.三个主要参数,内阻:电流计内阻Rg,量程：满偏电流Ig,满偏电压Ug,3.电路图符号：,电流计(表头),1、作用：,测量微小电流和电压,参数,二、把表头改为电压表,例1:有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？刻度盘上的数字应当怎样改？,在表头串联一个阻值较大的电阻,R串=2.97X103Rv=3.0K,六、电压表,在表头串联一个阻值较大的电阻,例2.有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA。要把把它改装为量程为00.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？,三、把表头改为电流表,在表头上并联一个阻值较小的电阻,R并=0.05RA=0.05,七、电流表,在表头上并联一个阻值较小的电阻,1）若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为,2）若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为,小结,思考与讨论,用一个电压表如何测量电源的电动势？,四、电阻的测量,用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，,伏安法,伏安法测电阻的两种电路,电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”,电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”,因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差,十、电阻的测量,伏安法测电阻的误差分析,电流表外接法,电压表示数,电流表示数,测量值偏小，适于测量小阻值电阻.,说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻，即,十、电阻的测量,电阻的测量,外接法,内接法,误差来源,测量结果,测量条件,伏特表的分流,电流表的分压,R真R测,R真R测,RRA,RRV,伏安法测电阻,伏安法测电阻电路选择,若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则,十、电阻的测量,1、比较法：若RxRv,选用电流表外接法。若RxRv,选用电流表外接法。2、临界值法,伏安法测电阻电路选择,若未知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则,十、电阻的测量,采用试触法,九、限流和分压电路的选取,1.限流式,图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的电压可调范围,限流式电路的特点:,1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.,2.电能损耗较小.,2.分压式,图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx的电压可调范围,分压式电路的特点:,1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.,2.电能损耗较大.,九、限流和分压电路的选取,限流式,分压式,可调范围,变阻器,电能损耗,九、限流和分压电路的选取,较大阻值,较小阻值,较小,较大,点评：限流法和分压法是针对滑动变阻器来说的限流法可对被测电阻的电流和电压进行调节，分压法可使被测电阻的电压从0连续变化到所要求的值以下几种情况只能用分压法：(1)当题中要求被测电阻所测电压必须从0连续变化到所要求值(2)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路的电流仍大于仪表所要求的电流或大于题中所要求的值(3)滑动变阻器的最大电阻值远远小于被测电阻的估计值其余视情况而定，但最好用限流法，因为分压法，电流产热大，消耗能量多,有一满偏电流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,串,并,1600,2000,0.668,0.667,一量程为100A的电流表,内阻为100,表盘刻度均匀,现串联一个9900的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是V,用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为V,1,0.80,1,0.5,用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:,A.待测电阻Rx：范围在58，额定功率1WB.电流表A1：量程00.6A（内阻0.2）C.电流表A2：量程03A（内阻0.05）D.电压表V1：量程03V（内阻3K）E.电流表V1：量程06V（内阻15）F.滑动变阻器R：0100G.蓄电池：电动势12VH.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选，电压表应选，并画出电路图。,由Rx知，应选外接法,先确定测量电路,额定电流Im=0.45A，应选电流表A1,额定电压Um=2.8V，应选电压表V1,由R=10010Rx知，应选择限流式电路,再确定控制电路,其电路图如图所示。,分析：,测一个阻值约为25k的电阻，备有下列器材：A.电流表（量程100A，内阻2k）；B.电流表（量程500A，内阻300）；C.电压表（量程10V，内阻100k）；D.电压表（量程50V，内阻500k）；E.直流电源（电动势15V，允许最大电流1A）；F.滑动变阻器（最大电阻1k，额定功率1W）；G.导线若干.,（1）电流表应选，电压表应选.（2）画出测量Rx的电路图.（1）电压表D的量程远大于电源电动势，在测量时电压表的实际读数也达不到量程的1/3，所以选择D不恰当，应选电压表C.通过待测电阻的最大电流：电流表应选择B.,因所以电流表选择内接法.Rx的阻值远大于滑动变阻器的阻值，采用分压接法便于调节.（2）电路图如图所示.,3.滑动变阻器两种接法的选择用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验，备有器材规格如下：A.待测电阻Rx(约100)B.直流毫安表(量程010mA，内阻50)C.直流电压表(量程03V，内阻5k)D.直流电源(输出电压4V，允许最大电流1A)E.滑动变阻器(阻值范围015，允许最大电流1A)F.电键、导线若干,根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图.(1)用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来看，显然不是满足RARx条件，而是满足RVRx条件，所以应采用外接法.,(2)滑动变阻器若使用如图甲所示电路，当滑动触头P处于最左端，滑动变阻器为最大值时，由题设条件流过电流表的电流,图甲,超过电流表的量程.因此变阻器应分压而非限流.正确的连接图如图乙所示.画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路.实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压电阻为零的位置.,图乙,点评：限流法和分压法是针对滑动变阻器来说的限流法可对被测电阻的电流进行调节，分压法可使被测电阻的电压从0连续变化到所要求的值以下几种情况只能用分压法：(1)当题中要求被测电阻所测电压必须从0连续变化到所要求值,(2)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路的电流仍大于仪表所要求的电流或大于题中所要求的值(3)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，被测电阻的电压仍大于所要求的电压值(4)滑动变阻器的最大电阻值远远小于被测电阻的估计值其余视情况而定，但最好用限流法，因为分压法，电流产热大，消耗能量多,电流表A1的量程为200A、内电阻约为500，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1:阻值020；电阻箱：阻值09999；保护电阻R3=3k；电源：电动势E约1.5V，内电阻r约2.,2.仪器和电路的选择在测量金属丝电阻率的实验中，已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供选用：A.量程是00.6A，内阻是0.5的电流表B.量程是03A，内阻是0.1的电流表C.量程是03V，内阻是6k的电压表D.量程是015V，内阻是30k的电压表E.阻值为01k，额定电流为0.5A的滑动变阻器F.阻值为010，额定电流为2A的滑动变阻器G.蓄电池(6V)H.开关一个，导线若干.(1)为使测量结果尽量准确，电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用.(只填字母代号),(2)若图7-5-6所示的实验仪器就是我们选定的，请用铅笔画线连接实验电路.,图7-5-6,根据题意，测量数据的变化范围应尽量的大，因此滑动变阻器应采用分压式接法，故选总阻值较小的F，又因6V电压全加在10两端时，最大电流才0.6A，故电流表选A.为了减小电压表的读数误差应选C.,【答案】(1)ACF(2),有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，设计电路测量其在不同电压下的伏安特性曲线，提供的器材除导线和开关外，还有：,A.直流电源6V（内阻不计）；B.直流电流表03A（内阻0.1以下）；C.直流电流表0300mA（内阻约为5）；D.直流电压表015V（内阻约为15k）；E.滑动变阻器10，2A；F.滑动变阻器1k，0.5A.（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用.（2）画出电路图，并将所示器材连成电路.,A.直流电源6V（内阻不计）；B.直流电流表03A（内阻0.1以下）；C.直流电流表0300mA（内阻约为5）；D.直流电压表015V（内阻约为15k）；E.滑动变阻器10，2A；F.滑动变阻器1k，0.5A.（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用.（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路.,（1）选电流表实际上是选量程.先估算一下通过电流表的电流，由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25A，因此选C.在该题中滑动变阻器接成分压器，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多；,小灯泡的电阻在正常工作时约为24，所以滑动变阻器不能选F，应选E，但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许值，E的最大允许电流是2A，实验中的最大电流只有0.25A，选E也是安全的.,（2）连接实物图实际上是考查仪器的使用方法.这里要注意电表正负接线柱的接法、滑动变阻器做分压器时连接特点.具体连线时，可以先连主回路，把电源、开关、滑动变阻器连成一个回路；然后再连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出，连上电流表、小灯泡，最后将电压表并联在小灯泡上.连接情况如图所示.,3.非线性元件的处理图7-5-8(a)为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.,图7-5-8,为了通过测量得到图7-5-8(a)所示I-U关系的完整曲线，在图7-5-8(b)和图7-5-8(c)两个电路中应选择的是图；简要说明理由：.(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100),为了获取更多的实验数据，常采用图7-5-8(b)测量电路.测量时电压可从0V调到最大值，调节范围较大.,（2009福建）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件.图7-5-9为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：,图7-5-9,（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用.（以上均填器材代号）（2）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号.,（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：，不同点：.,（1）图象中电流00.14A，电流表选A2；电源电压6V，但图象只要求电压在03V之间调整，为了测量准确电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电压从03V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的R1.,（2）该元件约几十欧，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，电路设计如图所示：,（3）从图象的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点，特点都是“非线性”，图象上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数，相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过灯泡的电流与电压的变化关系都是非线性关系；不同点：该元件的电阻随电压的增大而减小，而灯泡的电阻值随电压的增大而增大.,A.010VB.020VC.1020VD.2030V,在图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,UCD的变化范围是(),C,如图所示R1=6,R2=3R3=4,A、B两点电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2F和1F,则它们带电荷量分别为和.,1.44X10-5C,4.8X10-6C,A.保持R2不变,增大R1B.增大R1,减小R2C.保持R2不变,减小R1D.增大R2,减小R1,如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针G刚好满偏，当a、b间的电压为3V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是(),AB,四个电阻R1、R2、R3、R4如图所示连接,若R1=R2=R3=R4=2,且R1两端的电压为4V,求:(1)电路的总电阻.(2)电阻R2两端的电压,R总=1.2,U2=6V,A.两只电表的指针偏转角相同B.两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角,用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时(),C,如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500,那么待测电阻R的测量值比真实值,测量值为,真