串联并联电路电阻的测量电压表和电流表市公开课一等奖省赛课获奖课件

2串联、并联电路

电阻测量

电压表和电流表第七章恒定电流串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第1页1.电表改装与读数

(·天津)一毫安表头满偏电流为9.90mA，内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1A电流表，其电路原理如图7-2-6所表示.图中，是量程为2A标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源.A串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第2页图7-2-6串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第3页(1)完善以下试验步骤：①将虚线框内实物图按电路原理图连线；②将滑动变阻器滑动头调至端

(填“a”或“b”)，电阻箱R0阻值调至零；③合上开关；④调整滑动变阻器滑动头，增大回路中电流，使标准电流表读数为1A；串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第4页⑤调整电阻箱R0阻值，使毫安表指针靠近满偏，此时标准电流表读数会

(填“增大”、“减小”或“不变”)；⑥屡次重复步骤④⑤，直至标准电流表读数为

，同时毫安表指针满偏.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第5页(2)回答以下问题：①在完成全部试验步骤后，电阻箱使用阻值读数为3.1Ω，由此可知毫安表头内阻为

Ω.②用改装成电流表测量某一电路中电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱电流为

A.③对于按照以上步骤改装后电流表，写出一个可能影响它准确程度原因：

.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第6页(1)将滑动变阻器滑动头调至b点是为了保护毫安表；在调整电阻箱时，因为接入回路电阻增加，故电流表电流会减小；为了能成功改装为1A量程电流表，需要经过调整滑动变阻器使标准电流表示数回到1A；串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第7页(2)电阻箱电阻读数为3.1Ω，此时毫安表满偏，电阻箱上电流为1000mA－9.9mA=990.1mA，依据并联电阻值与电流值成反比，可计算毫安表内阻为310Ω；若毫安表半偏，电阻箱电流也减半为串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第8页本试验可能因电阻箱和滑动变阻器阻值不能连续改变，造成标准电流表示数无法精准显示1A，还有电表本身读数上误差，以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后电流表准确程度.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第9页【答案】（1）①如图：②b⑤减小⑥1A（2）①310②0.495（0.494~0.496均可）③比如：电阻箱和滑动变阻器阻值不能连续改变；标准表和毫安表头读数误差；电表指针偏转和实际电流大小不成正比等等.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第10页

点评：小量程电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，所以需要并联一个分流电阻，就能够测量较大电流，即扩大了电流表量程．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第11页

(·上海)如图7-2-7所表示电路中，R1＝12Ω，R2＝6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表量程有0~3V和0~15V两挡，理想电流表量程有0~06A和0~3A两挡.闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；图7-2-7串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第12页继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏1/3，电流表指针指在满偏1/4，则此时电流表示数为

A，该电源电动势为

V.

串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第13页因为题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V，电流表示数一定小于0.3A，再结合电压表指针指在满偏，电流表指针指在满偏，可知电压表量程为0～15V，电流表量程0～0.6A，所以滑片滑到下一位置时电流表示数为I＝×0.6A＝0.15A，电压表示数为5V，再由串并联电路规律及闭合电路欧姆定律：串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第14页I2＝0.6A，E＝(0.3＋I2)r+2.5+0.3×12;0.15×12=I2′×6，E＝(0.15＋I2′)r+5+0.15×12,解得E＝7.5V.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第15页2.伏安法测电阻两种接法选择用伏安法测电阻，可采取图7-2-8所表示甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω，图7-2-8串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第16页(1)当测量100Ω左右电阻时，宜采取

电路;(2)现采取乙电路测量某电阻阻值时，两电表读数分别为10V、0.5A，则此电阻测量值为

Ω，真实值为

Ω.

串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第17页(1)与Rx<<RV和Rx<<

RA两个条件相比，显然待测电阻更符合Rx<<RA，这说明因电流表分压造成误差要比因电压表分流造成误差小，所以选甲图.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第18页(2)电压表中电流Rx中电流IR=I测-IV=(0.5-0.002)A=0.498A所以串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第19页

点评：因为所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，所以试验测量出电阻值与真实值不一样，存在误差．为了减小测量过程中系统误差，通常伏安法测电阻电路有两个基本连接方法：内接法和外接法．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第20页测一个阻值约为25kΩ电阻，备有以下器材：A.电流表（量程100μA，内阻2kΩ）；B.电流表（量程500μA，内阻300Ω）；C.电压表（量程10V，内阻100kΩ）；D.电压表（量程50V，内阻500kΩ）；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1kΩ，额定功率1W）；G.导线若干.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第21页（1）电流表应选

，电压表应选

.（2）画出测量Rx电路图.（1）电压表D量程远大于电源电动势，在测量时电压表实际读数也达不到量程1/3，所以选择D不恰当，应选电压表C.经过待测电阻最大电流：

电流表应选择B.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第22页因所以电流表选择内接法.Rx阻值远大于滑动变阻器阻值，采取分压接法便于调整.（2）电路图如图所表示.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第23页3.滑动变阻器两种接法选择用伏安法测量一个定值电阻阻值试验，备有器材规格以下：A.待测电阻Rx(约100Ω)B.直流毫安表(量程0~10mA，内阻50Ω)C.直流电压表(量程0~3V，内阻5kΩ)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0~15Ω，允许最大电流1A)F.电键、导线若干串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第24页依据器材规格和试验要求，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RA<<Rx条件，而是满足RV<<Rx条件，所以应采取外接法.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第25页(2)滑动变阻器若使用如图甲所表示电路，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电流图甲串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第26页超出电流表量程.所以变阻器应分压而非限流.正确连接图如图乙所表示.画图关键是：毫安表需外接，变阻器接成份压电路.试验开始前将滑动变阻器滑动触头滑至分压电阻为零位置.图乙串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第27页

点评：限流法和分压法是针对滑动变阻器来说．限流法只能对被测电阻电流进行调整，分压法可使被测电阻电压从0连续改变到所要求值．以下几个情况只能用分压法：(1)当题中要求被测电阻所测电压必须从0连续改变到所要求值．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第28页(2)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路电流仍大于仪表所要求电流或大于题中所要求值．(3)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，被测电阻电压仍大于所要求电压值．(4)滑动变阻器最大电阻值远远小于被测电阻预计值．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．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第29页电流表A1量程为200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材以下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1:阻值0~20Ω；电阻箱：阻值0~9999Ω；保护电阻R3=3kΩ；电源：电动势E约1.5V，内电阻r约2Ω.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第30页（1）如图7-2-9所表示，某同学设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使试验能够完成.（2）电路完整后，依你所选方案写出测量电流表A1内电阻试验步骤.

图7-2-9串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第31页（1）完成电路如图，由分析可知变阻器应使用分压式接法.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第32页（2）测量电流表A1内电阻试验步骤：①将变阻器R1滑动端移到左端；②闭合开关S1、S2、S，调整变阻器、电阻箱，使两电流表指针有较大偏转，统计电流表A1示数I1、电流表A2示数I2、电阻箱示数R2；③设r为电流表A1内电阻，计算以下：串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第33页4.直流含容电路分析如图7-2-10示电路中，电容C1=4.7×10-3F，C2=9.4×10-3F，电阻R1=5kΩ，R2=1kΩ，电源电动势E=6V，内阻不计，最初电键S1、S2断开，电容器不带电.图7-2-10串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第34页(1)先闭合电键S1，稳定后电容器C1右板带什么电？C2左板带什么电？求两电荷量大小关系；(2)再闭合电键S2，求经过电流表等效电流方向和在此过程中经过电流表电荷量.(1)先闭合电键S1，电容器C1右板带正电，C2左板带负电，两电荷量大小相等.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第35页(2)再闭合电键S2C1两极板间电势差C1右板带正电Q1=C1UC1=2.35×10-2CC2两极板间电势差C2左板带负电Q2=C2UC2=9.4×10-3C经过电流表等效电流方向向上，此过程中经过电流表电荷量q=Q1-Q2=1.41×10-2C.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第36页

点评：含容电路问题是一类非常经典直流电路问题，它不但包括直流电路普通计算，同时还包括运动学、动力学，乃至动量与能量问题，综合性强，难度大．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第37页

如图7-2-11所表示，电源电动势E=12V，内阻不计，电阻R1=R2=R3=4Ω，R4=12Ω，电容器电容C=10μF，其中有一带电微粒恰好处于静止状态.若在工作过程中，电阻R2突然发生断路.电流表可看做理想电表.求：（1）带电微粒加速度大小和方向.（2）从电阻R2断路到电路稳定过程中，流经电流表电量.图7-2-11串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第38页（1）R2断路前，因为R1=R2，R2两端电压为因为R3∶R4=1∶3,R4两端电压为电容器电压为UC=3V，电量QC=CUC=3×10×10-6C=3×10-5C（上板带负电）带电微粒静止R2断路，电路稳定后，电容器两端电压串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第39页电容器带电量为QC′=CUC′=3×10-5C（上板带正电）带电微粒加速度

方向竖直向下.（2）从电阻R2断路到电路稳定过程中，流经电流表电量qA=QC+QC′=6×10-5C.串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第40页

例5：某电压表内阻在20～50kΩ之间，现要测量其内阻，试验室可提供以下选择器材：待测电压表(量程3V)；电流表A1(量程200μA)；电流表A2(量程5mA)；电流表A3(量程0.6A)；滑动变阻器R(最大值1kΩ)；电源E(电动势4V)，电键S，导线．(1)所提供电流表中，应选取______(填字母代号)．(2)为了尽可能减小误差，要求多测几组数据，试在方框图7­2­12中画出符合要求试验电路图(其中电源和电键已连好)．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第41页串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第42页

易错题1：在如图7­2­13所表示电路中，R1=390Ω，R2=230Ω，电源内电阻r=50Ω，当K合在1时，电压表读数为80V；当K合在2时，电压表读数为U1=72V，电流表读数为I1=0.18A，求：电源电动势．串联并联电路电阻的测量电压表和电流表第43页错解1：因为外电路开路时，电源路端电压等于电源电动势，所以E=U断=80V.错解分析：上述解答有一个错误“替换假设”：电路中电流表、电压表都是理想电表．实际上，问题并非如此简