2011年高考物理复习实验把电流表改装为电压表课件 新人教版

自主学习一、实验原理设电流表的满偏电流为Ig，其内阻的真实值为rg，设该电流表串联电阻R1后，能改装成量程为U的电压表，则R1rgU/Ig.由于Ig可由电流表的刻度盘上直接读出，因此若测出电流表内阻rg后，就可由上式求出R1.在电阻箱内取阻值为R1的电阻，再和该电流表串联，就组成了量程为U的电压表,三、实验步骤1半偏法测电流表内阻(1)按图所示连好电路，S1、S2均处于断开状态，图中R为电位器(阻值调到最大)，R为电阻箱,二、实验器材低压直流电源、两个开关，电流表、标准电压表、电阻箱、电位器、滑动变阻器、导线若干,(2)合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到.(3)合上开关S2，调整R的阻值，使电流表指针偏转到读出电阻箱的阻值R0，就可认为rgR0.,满刻度Ig,满刻度的一半,2改装(1)算出电流表的满偏电压UgIgrg.(2)如果把电流表改装成量程为U的电压表，计算应串联的电阻值R1(3)将电阻箱阻值调为R1，把电流表跟串联起来,电阻箱,3核对(1)按图所示连好电路，并使变阻器R2的滑片在分压值最小的位置,(2)改变变阻器R2的滑片位置，使标准电压表V的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V,2.0V，并核对改装的电压表的示数是否正确,4计算百分误差(1)将改装成的电压表调到满偏(2)读出标准电压表的示数(3)计算改装电压表满偏刻度的百分误差,深化拓展一、实验注意事项1在调节滑动变阻器R的阻值使电流表满偏时，滑动变阻器的阻值要比电流表的内阻rg大得多，一般要求R100rg.2实验时，在R较大情况下为了使电流表满偏，电源电动势宜大些3闭合开关S1时，必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大,4闭合开关S2、调节电阻箱R时，应保持滑动变阻器R的阻值不变5用半偏法测电流表内阻的实验中，R只能用电阻箱，R可用阻值很大的变阻器或电阻箱若实验给出两个电阻箱，一个阻值较大(10k以上)，另一个阻值较小，一定要把阻值大的连到干路上，阻值小的与电流表并联6改装后电压表校准，校对电路要用分压式，使改装电压表的电压可以从零开始一一校对,二、实验误差分析如图所示，设电源电动势为E，内阻忽略，在S1闭合S2断开、电流表满偏时，有当S2也闭合，电流表G半偏时，有,由式得R即测量值偏小在改装成电压表时，需串联的分压电阻R1的计算值偏大，所以改装后的电压表的量程也偏大若改装成大量程的电流表时，需并联的分流电阻Rx计算值偏小，那么改装后的电流表的量程偏大,当RRg时，测量值R比Rg偏小得较少，所以要减小误差，应使RRg.一般电流表的电阻Rg为100左右，所以变阻器R的总阻值至少应该是10k.这样为使闭合开关S1后通过电流表G的电流能达到满偏电流Ig，所选电源的电动势E也应适当大一些,针对训练1如图所示，用半偏法测的内阻Rg，下列说法中正确的是()A开关S1接通前，R1必须调节到高阻值处B开关S2接通前，R2的阻值调为零C当电流表示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，R2中电流强度稍大于Ig/2DR1阻值的大小，对实验误差没有影响,解析：为避免将表头烧坏，S1接通前，R1必须调节到高阻值处，A对；开关S2接通前，R2的阻值调为零，B对；S2接通后，R2逐渐调节增大，由于R2和Rg并联，且并联电阻小于Rg，电路的总电阻变小，总电流变大，因此，当表头电流从Ig调节为时，R2中的电流稍大于；在此电路中，R1的阻值应尽量大一些，C对，D错答案：ABC,2将一内阻为600，满偏电流为50A的电流表G改装成量程为0.6A的电流表，应该()A串联一个7.2106的电阻B并联一个7.2106的电阻C串联一个0.05的电阻D并联一个0.05的电阻解析：将电流表扩大量程，应并联电阻R，由分压原理：IgRg(IIg)R，解出R0.05，所以D选项正确答案：D,【例1】在测定电流表内阻的实验中，备用的器材有：A待测电流表(量程为100A)；B标准电压表(量程为5V)；C电阻箱(阻值范围为0999)；D电阻箱(阻值范围为099999)；E电源(电动势为2V，有内阻)；,F电源(电动势为6V，有内阻)；G滑动变阻器(阻值范围为050，额定电流为1.5A)；H开关和导线若干(1)如果采用图甲所示的电路测定小量程电流表的内阻，且要求达到较高的精确度，那么从上述器材中，可变电阻R1应选用_，可变电阻R2应选用_，电源E应选用_(填字母序号),(2)实验时要进行的步骤如下：A合上开关S1B合上开关S2C观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大D调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度E调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半F记下R2的阻值上述实验步骤的合理顺序是_,(3)如果在第(2)问步骤F中所得R2的阻值为600，则图甲中电流表的内阻rg的测量值为_.(4)在图丙所示的器件中，一部分是将小量程电流表改装为电压表所需的，其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的首先在图乙所示的虚线框中画出改装和校对都包括在内的电路图(要求对05V的所有刻度都能在实验中进行校对)，然后在图丙所示的实物图上画出连线，将所示器件按上述要求连接成实验电路,解析(1)关于仪器、器材的选择可变电阻的选择：用半偏法测电表内阻时，设图甲中电源的电动势为E，内阻为r.当电阻箱R2未并联上时，调节电阻箱R1使电表满偏，有关系式合上S2，并联电阻箱R2，并调节R2使电表指针半偏时，又有关系式,上两式相比，得：若所用电源的电阻r较小时，上式可近似为：如实验中满足条件R1R2，则可得：rgR2这就是实验的依据可见，只有在R1R2的条件下，才可认为电流表的内阻等于电阻箱R2的阻值因此R1应选用D，R2应选C.,电源的选择：电源E可以这样考虑，对应于电源的电动势2V和6V，使电流表满偏时全电路的总电阻分别为：电源的内阻和电流表的内阻一般并不很大，因此全电路的总电阻主要取决于串联电阻R1的大小为了容易满足R1R2的条件，应该使得电流表满偏时全电路的总电阻尽可能大，因此电源应选电动势较高的电源F.,(2)实验步骤的合理顺序：在实验中，考虑到所给出的电流表满偏时的电流较小，为了避免电路接通时突然受到大电流的冲击，开始时应使电路中的电阻有最大值(当R199999时，可估算出电路中的电流约为60A)，以后再逐渐调小，从而使电流增大因此，实验步骤的合理顺序是：CADBEF.(3)600,(4)校对刻度：改装后的电压表必须逐点校对因此，滑动变阻器必须采用分压电路实验原理图和实物图分别如图丁、戊所示,答案(1)DCF(2)CADBEF(3)600(4)如图丁、戊所示总结提升本题考查了闭合电路欧姆定律与电表改装的知识，同时考查学生设计并完成实验的能力，突出体现了实验探究能力,(2009南京模拟)在“把电流表改装为电压表”的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下：,接通S1(S2未接通)，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；,读出R2的阻值，即认为rgR2.已知电源电动势为3V，内阻不计，电流表满偏电流为500A，其内阻约在100左右实验室配有的可变电阻有：A电阻箱(0999)B滑动变阻器(0200)C滑动变阻器(010k)D滑动变阻器(0100k)(1)电路中R1应选_，R2应选_；,(2)上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”)；(3)如果测得该电流表阻值为100，要将其改装成量程为3V的电压表，应串联一个阻值为_的电阻,解析：(1)实验时要求R1RG，且要考虑调节方便，所以R1应选C；R2要求能直接读数，所以R2应选A.(2)S2接通后使电路外电压减小，总电流增大，R2上流过的电流大于G的半偏电流，故测量值比真实值偏小(3)3V500A(100R)，解得R5900.答案：(1)CA(2)偏小(3)5900,【例2】(2008全国卷)一直流电压表V，量程为1V，内阻为1000.现将一阻值在50007000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源(电动势E为6V7V，内阻可忽略不计)，一阻值R22000的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线,(1)为达到上述目的，将图连成一个完整的实验电路图(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V.由此可以计算出改装后电压表的量程为_V，电源电动势为_V.,思路点拨通过分析我们发现，解答本题时应注意应用开关S2的通、断，依欧姆定律建立方程求解R1阻值，从而求扩大后的电压表量程显然题目考查了闭合电路欧姆定律，因此应把三段电路依次串联起来，开关S2与R2并联解析(1)将待测电压表与固定电阻串联后与电源连接即可,(2)设电源电动势为E，则由闭合电路欧姆定律，当两开关都闭合时，R2被短路，有：当S1闭合，S2断开时，解两式得：R16000，E6.3V；根据串联分压原理，可得扩大的电压表量程U,答案(1)如图所示(2)76.3,某电流表mA的量程为I050mA，内阻为r050，其表盘刻度线已模糊不清，要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值，有下列器材：,A待测电流表mAB6V直流电源EC“010，1A”滑动变阻器R1D“0100，50mA”滑动变阻器R2E“0.6A,0.5”标准电流表A1F“3A,0.01”标准电流表A2G5定值电阻R3H20定值电阻R4I开关及导线若干,(1)应选用的器材有_(只需填写所选器材序号)(2)在下列虚线框内画出实验电路图,(3)待测电流表的电流刻度值的表达式I_，式中各物理量所表示的意义分别为_,解析：要重新画出电流表从零到满刻度的刻度