版高中物理-3.4多用电表电路分析与设计课时讲练通课件-沪科版选修3-1

1、1.利用电流计(表头)能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？提示：表头的线圈准许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示.表头能够测量的最大电流为Ig.表头可以看成一个电阻，同样遵从欧姆定律，电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，它们之间的关系是Ug=IgRg,表头能够测量的最大电压为Ug.2.试探究将满偏电流为Ig,内阻为Rg的电流计G改装成量程为U的电压表需要的分压电阻为多大?改装后电压表的内阻是多大?提示：电流计G(表头)的满偏电流为Ig、内阻为Rg，则满偏电压为Ug=IgRg.如图所示即为电压表的原理图，其中Rx为分压电阻，由串联电

2、路特点得： Rx= Rg-Rg=(n-1)Rg,其中n= .改装后的总内阻RV=Rg+Rx= Rg.【典例1】有一个电流表G,内阻Rg=10 ,满偏电流Ig= 3 mA.要把它改装为量程为03 V的电压表,要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?【思路点拨】电流表G(电流计)改装电压表主要抓住以下几点:(1)将电流表G(电流计)看成纯电阻,认识最大电流和最大电压的意义.(2)改装后的电压表的电压是电流表和分压电阻的电压之和.(3)分压电阻通过的电流与电流表的相同. 【自主解答】电压表V由表头G和电阻R串联组成,如题图中的虚线框所示.电压表的量程是03 V,是指电压表V两端的电压为3 V时,

3、表头的指针指在最大刻度,即通过电流表G的电流等于Ig.此时表头G两端得到的是满偏电压Ug=IgRg=0.03 V.电阻R分担的电压为UR=U-Ug=2.97 V.由欧姆定律可以求出分压电阻R= =990 电压表V的内阻等于Rg和R串联时的总电阻,即RV=Rg+R=1 000 .答案:990 1000 试探究将满偏电流为Ig,内阻为Rg的电流计改装成量程为I的电流表需要的分流电阻为多大?改装后的电流表的内阻是多大?提示：如图所示即为改装大量程的电流表的原理图，其中Rx为分流电阻.由并联电路特点得：Rx(I-Ig)=IgRg,Rx= Rg= ，其中n= .改装后的总内阻RA= .【典例2】有一个电

4、流表G,内阻Rg=25 ,满偏电流Ig=3 mA.要把它改装为量程为00.6 A的电流表,要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?【思路点拨】电流表G改装大量程电流表主要把握以下几点:(1)将电流表G看成纯电阻,认识其最大电流和最大电压的意义.(2)通过改装后的电流表的电流是通过电流表G和分流电阻的电流之和.(3)分流电阻两端的电压与电流表G的相同.(4)分流电阻的作用和计算方法. 【自主解答】电流表A由表头G和电阻R并联组成,如题图中虚线框所示.电流表量程为00.6 A,是指通过电流表A的电流为0.6 A时,表头的指针指在最大刻度,即通过电流表G的电流等于Ig,此时通过电阻R的电流I

5、R=I-Ig=0.597 A.由欧姆定律可以求出分流电阻R= =0.126 .电流表内阻RA等于Rg与R的并联值.由 可以解出RA,然后代入数据,得RA= =0.125 答案【典例3】 (2010长沙高二检测)如图所示，是将滑动变阻器作为分压器使用的电路，A、B为分压器的输出端，滑动变阻器的总阻值为R，负载电阻的阻值也是R，电源电压为U，保持恒定.求：(1)输出电压UAB的取值范围；(2)当滑片P位于变阻器的中央时，输出电压UAB等于多少？【思路点拨】解答本题要把握以下两点：(1)要注意滑动变阻器分压接法和限流接法的区别；(2)要能根据串并联的知识帮助分析本题中电压的关系. 【标准解答】(1)

6、滑片P滑至下端时，负载电阻被短路，则输出电压UAB=0.滑片P滑至上端时，负载电阻与滑动变阻器并联，则输出电压UAB=U.(2)滑片P位于滑动变阻器的中央位置时，负载电阻与滑动变阻器的下半阻值并联后，再与滑动变阻器的上半阻值串联，则答案:1.一电压表由电流表G与电阻R串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是( )A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻【解析】选D.电流表G上允许加的最大电压Ug=IgRg，若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表，则应串联一

7、个分压电阻R，且 即R=(n-1)Rg，若电压表读数比准确值稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R的阻值，为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R小得多.如果在R上并联一个比R大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于R，所以应选D.2.图中的甲、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( )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

8、.乙表是电压表，R增大时量程减小D.上述说法都不对【解析】选B.甲图是电流计并联了一个变阻器R，变阻器起到了分流作用，增大了电流，所以甲是电流表，且减小R时，分流作用增大，故A错B对；乙图是串联了变阻器R，变阻器R起到了分压作用，故乙表是电压表，且R增大时分压作用增大，故C、D错.3.(2010聊城高二检测)为测某电阻R的阻值，分别接成如图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3 V和3 mA，乙电路中电表示数分别为2.9 V和4 mA，则待测电阻的阻值应为( )A.比1 000 略大一些 B.比1 000 略小一些C.比725 略大一些 D.比725 略小一些【解析】选B、

9、C.根据甲电路中电压表和电流表的示数，由R= 可得R甲=1 000.但甲电路测得R中的电流值准确，而测得R两端的电压值偏大，故R甲R，根据乙电路中的电压表和电流表的示数，由R= 可得R乙=725 ，但乙电路测得R两端的电压值准确，而电流值偏大，故R乙R，由以上分析可知，B、C正确，A、D错误.4.有三个电阻，其阻值分别为10 、20 、30 .现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少?【解析】答案:111 一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)1.(2010潍坊高二检测)两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V

10、的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，则电压表的示数为8 V，如果他把此电压表改接在R2的两端，则电压表的示数将( )A.小于4 V B.等于4 VC.大于4 V，小于8 V D.大于或等于8 V【解析】选A.并联电路的电阻小于任何一个支路的电阻，又因为串联电路的电压与电阻成正比，所以把电阻并联在R2的两端，则电压表的示数小于4 V，故选A.2.两个完全相同的电流计G，分别改装成00.6 A和03 A的电流表.则下列说法中正确的是( )A.两个电流表串联接入电路后，它们的读数之比是11B.两个电流表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是51C.两个电流

11、表并联接入电路后，它们的读数之比是15D.两个电流表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是11【解析】选A、B、C、D.两个电流表串联接入电路，所以通过两个电流表的电流相同，则读数为11，故A选项正确；又因这两个电流表是由完全相同的两个电流计改装的，且量程之比是1/5，所以通过表头的电流之比是5/1，故B选项正确；两个电流表并联时加在表头上的电压相同，通过表头的电流也相同，故两表的读数之比是1/5，指针偏转的角度相同，故C、D正确.3.一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 A，内阻为Rg;如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n A，则( )A.给它串联一个电阻，阻值为nRgB.给

12、它串联一个电阻，阻值为(n-1)RgC.给它并联一个电阻，阻值为 D.给它并联一个电阻，阻值为 【解析】选D.把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻，由并联电路特点，IgRg=(I-Ig)R，所以R= Rg，每一小格变为n A，量程变为nIg，则R= Rg.4.一安培表由电流表G与电阻R并联而成.若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些，下列可采取的措施是( )A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻【解析】选A.安培表的示数比准确值稍小一些，表明并联的分流电阻R稍小一些，只有使R的阻值

13、稍稍增大一些，才能使安培表的准确度得以改进.故只有在R上串联一个比R小得多的电阻.二、非选择题(本题共2小题，共10分)5.(2010郑州高二检测)(5分)一个内阻为100 的电流表，允许通过的最大电流为500 A.怎样才能把它改装成量程为2.5 A的电流表？【解析】若要改装成量程为2.5 A的电流表，应并联一个电阻R，并且当流过改装完成的电流表的电流为2.5 A时，流过小量程电流表的电流为满偏电流，则有R= =0.02 故应并联一个电阻值为0.02 的电阻.答案:并联一个电阻值为0.02 的电阻6.(5分)多用电表直流电流测量电路原理如图所示，设表头的满偏电流Ig=200 A，内阻Rg=10

14、0 ，图中R1与R2的大小应为多少？【解析】接2时满偏有：IgRg=I1(R1+R2)，接1时满偏有：Ig(R2+Rg)=I2R1，将Ig=210-4 A，Rg=100 ，I1=8 10-4 A，I2=9.810-3 A，代入得：R1=2.5 ，R2=22.5 答案:2.5 22.5 1.(2011济宁高二检测)(7分)如图所示电路，电流表A1和A2为两个相同的毫安表，当电路两端接某一恒定电压的电源时，A1的示数为3 mA，A2的示数为2 mA.现将A2改接在R2所在支路上，如图中虚线所示，再接入原来的恒定电压电源，那么，关于A1与A2的示数情况，以下说法正确的是( )1示数增大，A2示数增大1示数增大，A2示数减小1示数增大，A2示数不一定减小1示数不一定增大，A2示数也不-定增大【解析】选B.由A1示数为3 mA，A2示数为2 mA，可知流过R2的电流为1 mA，则有RA2+R1R2,当A2改接在R2支路上时，R2支路的电阻变大，R1支路的电阻变小，并联总阻值减小，A1示数变大；A1两端电压变大，并联部分的电压变小，流过R2的电流变小，小于原来的1 mA；流过R1的电流会大于原来的2 mA，故选B.2.(13分)有一只量程为1 mA的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2 的电阻,则可将它改装成一个量程为1 A的电流表,若要把这个量程为