高中物理电表问题

1、电表、电表的改装高中物理电表问题总汇1. 灵敏电流表G(1) 三个主要参数 内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。 满偏电流lg:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。 满偏电压Ug:电流表通过lg时两端的电压，大约零点Rg(2) 三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=lgRg注意：电表就是电阻。2. 电压表(1) 电压表的改装电流表G的电压量程Ug=lgRg,当改装成量程为 U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug,电阻R叫分压电阻。据串联电路的特点得:Ug U Ug 瓦 R解得：R(U Ug)RgUg(2)电压表的内阻： Rv=Rg+R3. 电流表的改装电

2、流表G的电压量程Ug=lgRg，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流电阻R叫分流电阻。(2) 电流表的内阻：FA=RgX R/(R+Rg)l-l Rl-lg4. 电流表改装成欧姆表 原理：闭合电路的欧姆定律 如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节 R,使电流表的指针到达满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：当Rx改变怡着改变,上对应Rx值E r T中值电阻:内=R+Rg+r因lx与Rxf不是线性关系，欧姆表表'刻度不fl 当两表笔间接入电阻 Rx时，电流表的电流为：如图2所示。不能满足分压1限流接法RxERxRx R用电器Rx的电压调节范

3、围： 电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原那么: 测量时电路中的电流或电压没有要求从零幵始连续调节, 只在小范围内变化，且待测电阻 Rx与R接近时。 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，接法的要求时。 两种方法都满足时优先选用限流接法。2. 分压接法如图3所示 Rx电压调节范围0冬Ux< E。 幵关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原那么: 测量时要求电流或电压从零幵始连续调节时。 待测电阻Rx远大于R,且要求电压变化范围较大时 采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过 三、电阻的测量Rx的额定值或电表量程时。电流表外接法，如图4所示。A图产生误差的原因：电压表 V

4、分R阻值电阻，即Rx远小于Rv时。U VT7V RxR - U vR直真I AI V流。适用于测小3电流表内接法，如图5所示。误差分析：R测二仝RxI A产生误差的原因：电流表A分压。适用于测大阻值电阻，即Rx远大于甩时。4内、外接法的选用原那么计算临界电阻：R0J RAR假设Rx>R，待测电阻为大电阻，用内接法a图Ab1. 伏安法测电阻1原理：局部电路的欧姆定律。2 误差分析:S R可用说明接法。假设RxvR，待测电阻为小电阻，用外接法即大电阻，内接法；小电阻，外接法。大内小外。试触法确定内外接法：在不知道 FV、FA、FX的大致值时， 试触法，如图6所示触头分别接触a、b两点：假设V

5、变化大, A分压大，应用外接法；假设 A变化大说明V分流大，应用内 例1:某同学欲测一电阻 Rx的阻值约为300 Q可供选择的仪器有：电流表 A1，量程10m代电流表A?，量程;电压表Vi，量程3V;电压表V>，量程15V;电源电动势为。请同学们按图接好电路，闭合S后，把幵关S2拨至a时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把幵关S2拨至b时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为所选电流表的量程为Rx的测量值为。2. 安安法测电阻假设电流表内阻，那么可当作电流表、电压表及定值电阻来使用R如果已1如图7

6、所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，知A的内阻R，那么可测得 A的内阻F2=liR/l 2.2 如图8所示，当两电表的满偏 U2?UAi时，A串联Ri,同样那么可测得艮的内阻 R=li( R+R)/l 2.3. 伏伏法测电阻假设电压表内阻，贝y可当作电流表、电压表及定值电阻来使用1如图9所示，当两电表的满偏电流接近时,R=L2Ri/Ui.V2的内阻2如图i0所示，当两电表的满偏电流并联一电阻F0，同样那么可测得2l V2?I Vi时，Vi、i4.电阻箱或定值电阻当电表用RU的内阻为瓦RCDQ1电阻箱作电压表用，如图ii所示：可测得电流表A 的内阻 R=( l i-l 2)R/l 2图中电阻

7、箱R可测得电压为li-l 2)R2电阻箱作电流表用如图i2所示，假设得干路电流为:图i2R及R/,那么测丨U UhRxa)Rx_R »也为I。点是电阻5. 比拟法测电阻如图13所示，测得电阻箱 R的阻值及Ai表、A表的示数I 1、12,可得 RxWRi/I i.假设考虑电表内阻的影响，贝V：li(Rx+RAi)=l 2(Ri+RA2)6. 替代法测电阻如图i4所示，S接i,调节R，读出电流表示数为I ;S接2,保持R不变，调节电阻箱 Ri,使电流表示数 由上可得：R=Ri该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响，缺 箱内阻不可以连续调节7. 半偏法测电阻(i)半偏法测电流表内阻方

8、法一：如图i5所示，测电流表G的内阻： 将电阻箱R的电阻调到0; 闭合S调节Rb使电流表G到达满偏电流Io；保持F0不变，调节R使电流表G示数为I0/2 ;由上可得R3=R注意：当彳Rg?R时，测量误差小，此方法适合测大阻值电流表内阻，且测量值偏大。方法二：如图i6所示测量电流表 A的内阻 断幵S2，闭合S，调节民，使A表满偏为Io； 保持R)不变，闭合S2，调节R,使电流表读数为I o 由上得R=R 注意：当 局?甩时，测量误差小，此方法适合测小阻 流表内阻，且测量值偏小 电源电动势宜大一些(2)半偏法测电压表内阻方法一：如图17所示，测电压表V的内阻:闭合S,将电阻箱R的电阻调到R时，测得

9、电压表示数为调节电阻箱阻值为F2,使电压表V的示数为Ui/2 ；U1 ；E由上可得Rv=R2-2Ri方法二：如图18所示，测电压表V的内阻:将滑动变阻器的画片 P滑到最右端，电阻箱 R的阻值调到最大;闭合S、S，调节R，使电压表示数指到满刻度;打幵S2，保持R)不变，调节R,使电压表示数指到满刻度的一半Q-1S<由上可得FV=R8.欧姆表测电阻，如图19所示:1R!1 机械调零选档欧姆调零测电阻Rx|改换档位严重新欧姆调零测电阻注意：待测电阻的.E r I+-G . R读数应为表盘读数乘以倍数，指针应1/32/3 的部挡后需重新欧姆R红表笔欧姆调零黑表笔 红表笔：黑表笔指在表盘刻度的分，

10、否那么需换挡，换图19测电阻调零。9.消除电表内阻影响例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不是外接都存在系统误差，为消除系统误差而设计对测量结果的1论电表内接还SR R的补偿电路如图所示，完成以下实验步骤并写出待测电阻Rx的表达式。先将S闭合。将S与1闭合，调节R,读出电压表读数 Ui,安培表读数I 1 根据上述测量结果，算出Rx=四、实物图连线要求：导线不能有交叉、分支，导线必须接在接线柱上；电表的正负极与电源的正负极不能接错。例5.为了测量一个“ 12V、5W的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V,内阻不计；电流表：0，03A内阻可忽略；电压表：03V, 015V,

11、内阻很大；滑动变阻器；阻值范围 020Q，允许最大电流1A；幵关一个，导线假设干。实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V. 请在右框中画出实验电路图.按画出的电路图，在下面图 3的实物图上连接.某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。某次测量时，电流表指针位置如图5所示，电流表读数为A，此时小灯泡的实际功率为W 。练习：1.现有器材：电压表量程 3V，内阻约几千欧，电压表量程15V,内阻约几十千 欧，定值电阻，滑动变阻器 R 01750VV，直流电源6V内阻不计，幵关、导线假设干，要求利用这些器材测量电压表的电阻值.式为r1在方框中画出实验电路图练习式中各直接测得量的意义是： 2.

12、用伏安法测定一个阻值约 1k Q的电阻，要求测量结果尽量准确.1以下器材中应选用的是.用字母代号表示A.电池组6V,内阻很小B.电流表010mA内阻10Q C .电流表01mA内阻100Q D.电压表0 3V，内阻5kQ E.电压表06V,内阻10kQ F.滑动变阻器(020Q, 1A)2在方框中画出实验电路图。3将实物连接成实验电路实验中，不计；阻约2 滑动变 干。实验3. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线的 采用的仪器有：电源 E 电动势6V,内阻 额定电压的小灯泡L;电流表A 量程，内Q;电压表表V量程5V,内阻约15kQ; 阻器R 最大阻值15Q;幵关S,导线假设 中要求加在小灯泡上的电

13、压从零到小灯泡的额定电压连续可调。I .在做实验时，连成的实物电路图如下:请你指出上述实验电路图中的错误之处：请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。如下图为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的IU图象。图象是一条曲线而不是直线的原因是_;从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是 Q。4. 使用万用电表欧姆挡测电阻时：测量前应检查指针是否停在“ ？ 刻度线的“X处；每一次换档位，都要重新进行一 次“欧姆调零；(靠近在外电路，电流是从黑表笔流经被测电阻到红表笔的。测量时，假设指针偏转很小X附近)，应换倍率较大的档位再测。以上做法正确的选项是(A. B. C. D.5. 测量电流表内

14、阻的电路图如下图，实验的操作步骤如下：R1的滑片，使得电流表到达 将电阻箱R的电阻调到零；闭合幵关，调节滑动变阻器满偏电流Io； 保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为1。/2 ; 读出电阻箱的电阻值 Rx,可以认为电流表的内阻 r = Rx。物连成测量电路。(2)电流表的量程是 2mA内阻约是40 Q。电池的电动势约为 6V。可供选择的滑动变阻器有(A)阻值010 Q，额定电流2A( B)阻值0 50 Q，额定电流；可供选择的电阻箱有(C)阻值0Q( D)阻值0 999 Qo为了比拟准确地测量出电流表的内阻，应选用的滑动变阻器Ri是是o (填仪器前的字母代号)(3

15、) 本实验中电流表的测量值r测与电流表内阻的真实值r真相比，有(A) r测 r真(B) r测v r真(4) 如果提高电池的电动势，用此电路测出的电流表的内阻的误差将 。(填“增大、“减小或“不变)例4、答案：将S2与2闭合，调节R,读出电压表读数匕，电流表读数I 2RxU1U2I1例5、答案：电路图如右图所示电流表选量程，电压表选15V量图所示：程。实物图连接如下练习1、 123Ui为电 压表W的示 练习2、【答 图像注意：分m 3如右图压表Vi的示数，U为电数.案】1 ABEFH 2压式和外接法 3略练习3、【答案】I .电流表没有接成外接电路滑动变阻器没有接成分压电路。U.见右图川.灯丝电

16、阻随温度而改变灯丝电阻随I或随U改变亦可10 QQ到Q之间都给分习题答案例 1、3V 10mA 320Q例2、答案：1原理图如下图。2设两电流表Ai和A的读数为li、丨2 待测电阻R阻值的计算公式为:&匕riI 2 11例3、答案：1原理图如下图：2待测电阻FX阻值的计算公式为：【答案】1图略(2) A; C(3) A4减小【例5】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下 待测电阻R< 阻值约为25k Q电流表A:量程100 A,内阻2k Q电流表 入：量程500 A,内阻300Q电压表Vi：量程10V,内阻100kQ电流表 V2：量程50V,内阻500kQ电源E：电动势15

17、V,允许最大电流 1A滑动变阻器R:最大阻值1k Q电键S,导线假设干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据.1 电流表应选 ，电压表应选 2画岀实验电路图.【变式】用以下器材测量一待测电阻 R的阻值9001000Q电源E,具有一定内阻，电动势约为；电压表V,量程为，内阻r 1=750Q;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500 Q;滑线变阻器R,最大阻值约为100Q;单刀单掷开关S,导线假设干.1测量中要求电压表的读数不小于其量程原理图原理图中的元件要用题图中的相应的英文2根据你所画的电路原理图在题给的实物图3假设电压表 V的读数用U表示，电压表V2R<的公式为R=.【例6】 为了测定

18、电流表 A1的内阻，采用如 表，量程为300 A内阻约为100Q; A是标准电范围是0Q; R是滑动变阻器；R是保护电阻；E图 511刀掷开关.S2是单刀双掷开关.图 5 141根据电路图，请在图515中画岀连线，将器材连接成实验电路.2连接好电路，将开关 S2扳到接点a表A的读数是150 A;然后将开关S2扳到接的读数仍为150 A.假设此时电阻箱各旋钮的位的1，试画岀测量电阻 R的一种实验电路3字母标注.5 11上画岀连线.的读数用U2表示，那么由量和测得量表示图5 14所示的电路.其中：A是待测电流 流表，量程为 200 A; R是电阻箱，阻值 是电池组，电动势为4V,内阻不计；S是单图

19、 5 15处，接通开关S，调整滑动变阻器 艮使电 点b处，保护艮不变，调节电阻R,使A 置如图 5 16所示，电阻箱的阻值是Q,那么待测电流表 A的内阻 R=3上述实验中，无论怎样调整滑动变阻 的平安在下面提供的四个电阻中，保护电阻 阻值相应的字母.Q.器艮的滑动端位置，都要保证两块电流表R?应选用：填写A . 200k QB . 20k Q4 下面提供最大阻值不同的四个滑动变要调整方便，滑动变阻器图 516C. 15kQD . 20Q阻器供选用既要满足上述实验要求，又填写阻值相应的字母是最正确选择.A. 1k QB . 5k QC10kQD25k Q【例7】现有一块59C2型的小量程电流表G

20、 表头，满偏电流为50 A，内阻约为800850 Q，把它改装成1mA 10mA的两量程电流表，可供选择的器材有:滑动变阻器R,最大阻值20 Q;滑动变阻器R，最大阻值100k Q;电阻箱R',最大阻值9999Q;定值电阻 R,阻值1kQ;电池E,电动势；电池 巳，电动势3V;电池E?，电动势；所有电池内阻不计，标准电流表A,满偏电流;单刀单掷开关Si和S2 ；单刀双掷开关S3；电阻丝及导线假设干.1 采用如图5 18 甲所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ，选用的电池为.甲乙丙图 5 182 将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图 合理的理由是.3将

21、改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对仅核对 来表示.【例8】1 一个电压表 V的内阻RA=1000Q，装成量程为的电压表改装后，再用一量程为的精确的 行校准除了这两个电压表Va、Vb外，还有以下一些器变阻器R 总电阻约10Q电阻箱R 09999 Q开关S导线假设干 如图520所示是以上器材和两个电压表Va、Vb行校准时的实验电路. 图中电阻箱的取值等于 Q.5 18 乙、丙所示图 为合理电路，另一电路不1mA量程，画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A量程为，现要利用电阻箱扩大它的量程，改电压表 Vb对改装后的电压表的所有刻度进材：电源E 电动势约为6V,内阻较小的实物示意图，试在图中画

22、岀连线，连成进图 5 202用上述电压表 M和改装后并已校准过的电压表以下称之为V以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r.简要写岀测量步骤.用测得的量表达r的公式应为r=.18 有以下可供选用的器材及导线假设干条，要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流.A .被测电流表 A:满偏电流约700800 A，内阻约100 Q，刻度均匀、总格数为 NB .电流表A?:量程，内阻QC .电压表V:量程3V,内阻3k QD. 滑动变阻器R :最大阻值200QE. 滑动变阻器R :最大阻值1kQF. 电源E:电动势 3V、内阻QG. 开关一个1在虚线框内画岀实验

23、电路图，并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号.2 测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测电流表 A的指针偏转了 n格，可算出满偏电流Ig=，式中除Nn外,其他字母符号代表的物理量是 .19 .实验室中现有的器材如下：电池E 电动势约10V、内阻r约1 Q标准电流表 A 量程300mA内阻1约为5Q电阻箱R 最大阻值Q,阻值最小改变量为Q滑动变阻器艮最大阻值10 Q开关S和导线假设干.要求设计一个测定电流表 A 量程250mA内阻门约为5Q内阻的实验方案.1 在方框中画岀测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号.2要直接测岀的物理量是 ，用这些物理量表示待测电流表 A内阻的计算公式是.20

24、.如图541中给出的器材为：电源E 电动势为12V，内阻不计；木板N 板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张；两个金属条A、B 平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极；滑线变阻器 R 其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电阻；图 541直流电压表 量程为6V,内阻很大，其负接线柱与 B极相连，正接线柱与探针 P相连；开关S.现要用图中仪器描绘两平行金属条 AB间电场中的等势线.AB间的电压要求取为6V.1在图中连线，画成实验电路原理图.2下面是重要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方.a 接好实验电路.b. .c. 合上S,并将探针P与A相接触.d. .e .用探针压印的方

25、法把 A、B的位置标记在白纸上，画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上.f .将探针与某一基准点相接触， ，这一点是此基准点的等势点.用探针把这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其他等势点.g .重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点，取出白纸画出各条等势线.21 .在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有以下器材：A .干电池E 电动势约为，内阻小于QB .电流表A 满偏电流3mA内阻ri=10QC .电流表A 0，内阻QD 滑线变阻器 R 020 Q，10AE 滑线变阻器 艮0100Q，10AF .定值电阻R3

26、 990 QG .开关和导线假设干1 为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是 填字母代号2请在虚线框内画出利用此题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.22.实验室内有一电压表mA，量程为150mV，内阻约为150Q .现要将其改成量程为 10 mA的电流表，并进行校准.为此，实验室提供如下器材：干电池 E 电 动势为，电阻箱 R,滑线变阻器 R，电流表A 有，15mA与 150 mA三个量程及开关 S.1 对电表改装时必须知道电压表的内阻.可用如图 543所示的电路测量电压表mA的内阻.在既不损坏仪器又能使精确 度尽可能高的条件下，电路中的电流表 应选用的量程是

27、.假设合上S,调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表的读数为mA，那么电压表的内阻 丽为.取三位有效数字图 5432在对改装成的电流表进行校准时，把作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图滑线变阻器作限流使用，图中各元件要用题中给出符号或字母标注.图中电阻箱的取值是 取三位有效数字，电流表应选用的量程是.23 .一只量程为1V,内阻Rv约为900 Q的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻并对该表进行校正.实验 室提供了以下供选择的器材：A .待测电压表B. 标准电压表量程 1 VC. 滑动变阻器最大阻值 1 000 Q,额定电流1AD. 滑动变阻器

28、最大阻值 10Q，额定电流1AE. 电阻箱最大阻值 999. 9Q,最小改变量QF. 电阻箱(最大阻值 99. 9Q,最小改变量 Q)G. 电池组(电动势约 3 V，内阻约1 Q)H. 导线和开关假设干.(1 )为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图5 44甲、乙所示，要使测量较精确，应选择 (填“甲或“乙)电路在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用 (用器材前的序号字母表示).用上述方法测岀的电压表内阻的测量值R (填“大于、“等于或“小于)电压表内阻的真实值.图 544图 545(2)在对该电压表进行校正时，该同学已经选择好器材，如图545所示假设要求对电压表的每一条刻度线都进行校正，请你将这些器材连接成测量电路，并标岀所选滑动变阻器的序号字母.24 .量程为3V的电压表V内阻约为3k Q，要求测出该电压表内阻的精确值.实验中可供选用的器材有： 电阻箱 艮(最大值Q,阻值最小改变量Q)滑线变阻器最大阻值1000 Q，允许最大电流)电源E (开路电压约为5V，内阻可忽略不计)开关S及导线假设干(1 )设计一个易于操作的测量电路，要求画岀实验电路图并标岀所用器材符号.(2)列岀测量步骤，并写岀计算电压表内阻的最后公式.答案3V31000 A，跟待测电流表103