专题-运动的合成与分解

第一页，共43页。第一页，共43页。●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R1＋rg＝U/Ig.由于Ig可由电流表的刻度盘上直接读出，因此(yīncǐ)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．第二页，共43页。●自主学习第二页，共43页。三、实验步骤(bùzhòu)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(shíyàn)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．第三页，共43页。三、实验步骤(bùzhòu)二、实验(shíyàn)器材第三(2)合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转(piānzhuǎn)到.(3)合上开关S2，调整R′的阻值，使电流表指针偏转(piānzhuǎn)到．读出电阻箱的阻值R0，就可认为rg＝R0.满刻度(kèdù)Ig满刻度(kèdù)的一半第四页，共43页。(2)合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转(piān2．改装(1)算出电流表的满偏电压Ug＝Igrg.(2)如果把电流表改装成量程(liángchéng)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．电阻箱第五页，共43页。2．改装电阻箱第五页，共43页。3．核对(héduì)(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．第六页，共43页。3．核对(héduì)第六页，共43页。(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(héduì)改装的电压表的示数是否正确．第七页，共43页。(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04．计算(jìsuàn)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(jìsuàn)改装电压表满偏刻度的百分误差．第八页，共43页。4．计算(jìsuàn)百分误差第八页，共43页。●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R>100rg.2．实验时，在R较大情况下为了(wèile)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．第九页，共43页。●深化拓展第九页，共43页。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(zǔzhí)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(zǔzhí)很大的变阻器或电阻箱．若实验给出两个电阻箱，一个阻值(zǔzhí)较大(10kΩ以上)，另一个阻值(zǔzhí)较小，一定要把阻值(zǔzhí)大的连到干路上，阻值(zǔzhí)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．第十页，共43页。4．闭合开关S2、调节电阻箱R′时，应保持滑动变阻器R的阻值二、实验(shíyàn)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，有第十一页，共43页。二、实验(shíyàn)误差分析第十一页，共43页。由①②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(fēnliú)电阻Rx计算值偏小，那么改装后的电流表的量程偏大．第十二页，共43页。由①②式得R′当R≫Rg时，测量值R′比Rg偏小得较少，所以要减小误差，应使R≫Rg.一般电流(diànliú)表的电阻Rg为100Ω左右，所以变阻器R的总阻值至少应该是10kΩ.这样为使闭合开关S1后通过电流(diànliú)表G的电流(diànliú)能达到满偏电流(diànliú)Ig，所选电源的电动势E也应适当大一些．第十三页，共43页。当R≫Rg时，测量值R′比Rg偏小得较少，所以要减小误差，应●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(bìxū)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/2D．R1阻值的大小，对实验误差没有影响第十四页，共43页。●针对训练第十四页，共43页。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(jǐnliàng)大一些，C对，D错．答案：ABC第十五页，共43页。解析：为避免将表头烧坏，S1接通前，R1必须调节到高阻值处，2．将一内阻为600Ω，满偏电流为50μA的电流表G改装成量程为0.6A的电流表，应该 ()A．串联一个7.2×106Ω的电阻B．并联一个7.2×106Ω的电阻C．串联一个0.05Ω的电阻D．并联一个0.05Ω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＝(I－Ig)R，解出R≈0.05Ω，所以D选项正确(zhèngquè)．答案：D第十六页，共43页。2．将一内阻为600Ω，满偏电流为50μA的电流表G改装成量【例1】在测定电流表内阻的实验中，备用(bèiyòng)的器材有：A．待测电流表(量程为100μA)；B．标准电压表(量程为5V)；C．电阻箱(阻值范围为0～999Ω)；D．电阻箱(阻值范围为0～99999Ω)；E．电源(电动势为2V，有内阻)；第十七页，共43页。第十七页，共43页。F．电源(电动势为6V，有内阻)；G．滑动变阻器(阻值范围为0～50Ω，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(nàme)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)第十八页，共43页。F．电源(电动势为6V，有内阻)；第十八页，共43页。(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(jìxià)R2的阻值上述实验步骤的合理顺序是__________．第十九页，共43页。(2)实验时要进行的步骤如下：第十九页，共43页。(3)如果在第(2)问步骤F中所得R2的阻值为600Ω，则图甲中电流表的内阻rg的测量值为__________________Ω.(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(jiàoduì)所需的．首先在图乙所示的虚线框中画出改装和校对(jiàoduì)都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行校对(jiàoduì))，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．第二十页，共43页。(3)如果在第(2)问步骤F中所得R2的阻值为600Ω，则图第二十一页，共43页。第二十一页，共43页。[解析](1)关于仪器、器材的选择①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(shànɡshí)，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，又有关系式第二十二页，共43页。[解析](1)关于仪器、器材的选择第二十二页，共43页。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R1≫R2，则可得：rg≈R2这就是实验的依据．可见，只有(zhǐyǒu)在R1≫R2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.第二十三页，共43页。上两式相比，得：第二十三页，共43页。②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(diànlù)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(diànlù)的总电阻主要取决于串联电阻R1的大小．为了容易满足R1≫R2的条件，应该使得电流表满偏时全电路(diànlù)的总电阻尽可能大，因此电源应选电动势较高的电源F.第二十四页，共43页。②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6(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(diànzǔ)有最大值(当R1＝99999Ω时，可估算出电路中的电流约为60μA)，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)600Ω第二十五页，共43页。(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(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(shíyàn)原理图和实物图分别如图丁、戊所示．第二十六页，共43页。(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[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(wánchéng)实验的能力，突出体现了实验探究能力．第二十七页，共43页。[答案](1)DCF(2)CADBEF(3)600

(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(cèdìng)电流表的内阻，步骤如下：第二十八页，共43页。第二十八页，共43页。①接通S1(S2未接通)，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度(kèdù)；②再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度(kèdù)的一半；第二十九页，共43页。①接通S1(S2未接通)，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度③读出R2的阻值，即认为rg＝R2.已知电源电动势为3V，内阻不计，电流(diànliú)表满偏电流(diànliú)为500μA，其内阻约在100Ω左右．实验室配有的可变电阻有：A．电阻箱(0～999Ω)B．滑动变阻器(0～200Ω)C．滑动变阻器(0～10kΩ)D．滑动变阻器(0～100kΩ)(1)电路中R1应选__________，R2应选__________；第三十页，共43页。③读出R2的阻值，即认为rg＝R2.第三十页，共43页。(2)上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比(xiānɡbǐ)__________________(选填“偏大”或“偏小”)；(3)如果测得该电流表阻值为100Ω，要将其改装成量程为3V的电压表，应串联一个阻值为__________Ω的电阻．第三十一页，共43页。(2)上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比(xiānɡ解析：(1)实验时要求R1≫RG，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(zēnɡdà)，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)3V＝500μA×(100Ω＋R)，解得R＝5900Ω.答案：(1)CA(2)偏小(3)5900第三十二页，共43页。解析：(1)实验时要求R1≫RG，且要考虑调节方便，所以R1【例2】(2008·全国(quánɡuó)卷Ⅰ)一直流电压表V，量程为1V，内阻为1000Ω.现将一阻值在5000Ω～7000Ω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6V～7V，内阻可忽略不计)，一阻值R2＝2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线．第三十三页，共43页。第三十三页，共43页。(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(liánxiàn)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.第三十四页，共43页。(1)为达到上述目的，将图连成一个完整的实验电路图．第三十四[思路点拨]通过分析我们发现，解答本题时应注意(zhùyì)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．第三十五页，共43页。[思路点拨]通过分析我们发现，解答本题时应注意(zhùy(2)设电源(diànyuán)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：R1＝6000Ω，E＝6.3V；根据串联分压原理，可得扩大的电压表量程U′＝第三十六页，共43页。(2)设电源(diànyuán)电动势为E，则由闭合电路欧姆[答案(dáàn)](1)如图所示．(2)76.3第三十七页，共43页。[答案(dáàn)](1)如图所示．第三十七页，共43页

某电流表mA的量程为I0＝50mA，内阻为r0＝50Ω，其表盘刻度线已模糊不清，要重新通过(tōngguò)测量来刻画出从零到满刻度的刻度值，有下列器材：第三十八页，共43页。第三十八页，共43页。A．待测电流表mAB．6V直流电源EC．“0～10Ω，1A”滑动变阻器R1D．“0～100Ω，50mA”滑动变阻器R2E．“0.6A,0.5Ω”标准电流表A