2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1学案：第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案 word版含答案

3.4多用电表电路分析与设计学 习 目 标知 识 脉 络1.掌握多用电表中测量电压电路的设计原理(重点)2掌握多用电表中测量电流电路的设计原理(重点)3掌握分压电阻和分流电阻阻值的计算(重点、难点)多 用 电 表 测 电 压 电 路1多用电表的表头2电路设计(1)电阻组成：由表头和分压电阻组成图341(2)分压电阻的确定：根据串联电路的特点UUgUR，即UIg(RgR)可得RRg.1多用电表测电压的电路就是表头和适当的电阻并联()2多用电表表头串联的电阻越大，电压表的量程越大()3分压电阻的阻值等于电压表的量程与满偏电流的比值()电流计是根据可动线圈的偏转量来测量微弱电流或电流函数的仪器，如图342所示电流计可以用来测电压吗？测量电压时，为什么要进行改装？图342【提示】若知道了电流计的内阻Rg，由UIRg知，其两端电压与电流成正比，故可用来测电压，但量程较小(UgIgRg)，一般不用来测电压要测较大的电压，必须增大电流计的内阻，所以要给电流计串联分压电阻探讨1：多用电表中测电压的电路主要由什么元件组成？【提示】由表头和分压电阻组成探讨2：如果分压电阻是表头电阻的n倍，则可以将电表测电压的量程扩大到原来的多少倍？【提示】扩大到n1倍1.电路原理如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图343所示图3432分压电阻的计算由串联电路的特点UIgRgIgR解得：RRg(1)Rg.若电压表扩大量程的倍数n，则R(n1)Rg.3规律总结电压表的内阻RVRgR，电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻RV 越大通常不做特别说明，都认为电压表内阻无穷大1电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把这电流表改装成量程为3.0 V的电压表，正确的方法是()A应串联一个1 800 的电阻B应并联一个0.1 的电阻C应串联一个5 800 的电阻D应并联一个1 800 的电阻【解析】把电流表改装成3 V的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：RRg 200 5800 .【答案】C2如图344所示为一双量程电压表的示意图已知电流表G的量程为0100 A，内阻为600 ，则图中串联的分压电阻R1_ ，R2_ .图344【解析】【答案】4.941041.01053有一个电流计G，内电阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA.要把它改装成量程为03 V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？【解析】电流计的满偏电压为：UgIgRg310310 V0.03 V串联电阻需承担的电压为：UUUg3 V0.03 V2.97 V串联电阻的阻值：R 990 改装后的内阻为：RVRRg1 000 .【答案】990 1 000 多 用 电 表 测 电 流 电 路1原理和电路组成当把电流表表头改装成量程为I的电流表时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，因此叫分流电阻，IIgIR，即IIg.图3452分流电阻的计算R.1多用电表测电流的电路表头应和适当的电阻并联()2若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后，分流电阻和电流表两端的电压相等()3多用电表的电流表分流电阻上的电流和表头上的电流相等()1多用电表测电压的电路和测电流的电路有什么不同？【提示】测电压的电路是将表头和分压电阻串联，测电流的电路是将表头和分流电阻并联2分压电阻和分流电阻阻值的大小有什么特点？【提示】分压电阻阻值一般较大，分流电阻阻值一般很小如图346所示为一个满偏电流为3 mA，电阻为100 的表头图346探讨1：现在欲用它作为电压表测量3 V的电压，能直接测量吗？若不能，应采取什么措施？【提示】不能因表头的满偏电压UgIgRg0.3 V，不能直接测量3 V的电压，应给表头串联一个为2700 的分压电阻探讨2：现在欲用它作为电流表测量6 mA的电流，应采取什么措施？【提示】应并联一个阻值为100 的电阻电表的改装问题，实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，具体分析见表：两表改装小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表内部电路扩大后量程UIR的作用分压分流R的数值RRg或R(n1)Rg(n)R或R(n)电表的总内阻RVRgR或RVRA或RA4(多选)如图347所示为一能够测电流和电压的两用电表，以下说法正确的是()图347A若开关S1和S2都闭合，它是一个电压表B若开关S1和S2都闭合，它是一个电流表C若开关S1和S2都断开，它是一个电流表D若开关S1和S2都断开，它是一个电压表【解析】当S1、S2都闭合时，R1被短路，R2和表头并联，为电流表电路，A错误，B正确当S1、S2都断开时，R2被断路，表头和R1串联，为电压表电路，C错误，D正确【答案】BD5.一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图348所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻，使其成为一个新的电流表，则新电流表的量程为_，用新电流表去测电流时，指针如图所示电路中的电流为_图348【解析】并联电阻等于电流表的内阻，当电流表满偏时，通过并联电阻的电流也是0.6 A，故整个并联电路的总电流为1.2 A，即为新电流表的量程指针的示数为1.00 A.【答案】1.2 A1.00 A6有一个电流计G，内电阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA.要把它改装成量程为03 A的电流表，应该并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？【解析】法一：电流计两端的电压为：UgIgRg3103 A10 0.03 V分流电阻分担的电流为：IRIIg3 A3103 A2.997 A由欧姆定律得分流电阻的阻值为：R0.01 并联后的总电阻为：RA0.01 .法二：电流表的扩大倍数为n1 000需并联的电阻为R0.01 改装后电流表的内阻为RA0.01 .【答案】0.01 0.01 电表改装问题的三点提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流