电压表和电流表电路的设计ppt课件

1、恒定电流恒定电流 电压表和电流表电压表和电流表 电路的设计电路的设计恒定电流恒定电流 电流表电流表 1. 电流表的构造和任务原理电流表的构造和任务原理:2.电流表的三个参数电流表的三个参数:(1)电流表电流表G的电阻的电阻Rg叫做电流表的内阻；叫做电流表的内阻；(2)指针偏转到最大刻度时的电流指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流；叫做满偏电流；(3)电流表电流表G经过满偏电流时，加在它两端的电压经过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压。叫做满偏电压。恒定电流恒定电流 电流表的改装电流表的改装 1.电流表改装成电压表电流表改装成电压表11gggURRnRU电压表内阻电压表内阻 ,由

2、这个式子可知，电压由这个式子可知，电压表量程越大，分压电阻表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大。就越大，其内阻也越大。 VggRR RnR恒定电流恒定电流 例题例题 知一个灵敏电流计的满偏电流为知一个灵敏电流计的满偏电流为300A，内阻为，内阻为200，现将其改装为量程为，现将其改装为量程为3V的电压表：的电压表：应串联一个多大的电阻？应串联一个多大的电阻？当改装后的电表指针偏转如下图时，电表所丈当改装后的电表指针偏转如下图时，电表所丈量的电压多大？量的电压多大？将改装后的电压表接入电路中。知电源电动势将改装后的电压表接入电路中。知电源电动势为为3V，内阻为，内阻为1，外电阻，外电阻R=2

3、9，那么此时电，那么此时电压表的读数应为压表的读数应为_V，假设改装过程出现误差，假设改装过程出现误差，导致电压表的实践读数为导致电压表的实践读数为2.8V，阐明串联的电阻，阐明串联的电阻偏偏_。大或者小。大或者小大大恒定电流恒定电流 (95全国全国7)两个定值电阻两个定值电阻R1、R2串联后接在输出串联后接在输出电压电压U稳定于稳定于12V的直流电源上。有人把一个内的直流电源上。有人把一个内阻不是远大于阻不是远大于R1、R2的电压表接在的电压表接在R1两端两端(如如图图)，电压表的示数为，电压表的示数为8V。假设把此电压表改接。假设把此电压表改接在在R2的两端，那么电压表的示数将的两端，那么

4、电压表的示数将A.小于小于4VB.等于等于4VC.大于大于4V，小于，小于8VD.等于或大于等于或大于8V 例题例题 A恒定电流恒定电流 电流表的改装电流表的改装 2.小量程电流表改装成大量程的电流表小量程电流表改装成大量程的电流表1ggggI RRRIIn电流表内阻电流表内阻 ,由这式子可知，电流表由这式子可知，电流表量程越大，分流电阻就量程越大，分流电阻就越小，其内阻也越小。越小，其内阻也越小。 ggAgRRRRRRn恒定电流恒定电流 例题例题 知一个灵敏电流计的满偏电流为知一个灵敏电流计的满偏电流为300A，内阻为，内阻为200，现将其改装为量程为，现将其改装为量程为0.6A的电流表：的

5、电流表：应并联一个多大的电阻？应并联一个多大的电阻？当改装后的电表指针偏转如下图时，电表所丈当改装后的电表指针偏转如下图时，电表所丈量的电流多大？量的电流多大？将改装后的电流表接入电路中。知电源电动势将改装后的电流表接入电路中。知电源电动势为为3V，内阻为，内阻为1，外电阻，外电阻R=29，那么此时电，那么此时电流表的读数应为流表的读数应为_A，假设改装过程出现误差，假设改装过程出现误差，导致电流表的实践读数为导致电流表的实践读数为0.09A，阐明并联的电阻，阐明并联的电阻偏偏_。大或者小。大或者小小小恒定电流恒定电流 例题例题 (98全国全国11)图示的两种电路中，电源一样，图示的两种电路中

6、，电源一样，各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表且不可忽略不计。电流表A1、A2、A3和和A4读出的电流值分别为读出的电流值分别为I1、I2、I3和和I4。以下关系式中正确的选项是以下关系式中正确的选项是A. I1I3 B. I1 I4 C. I22I1 D. I2 I3+I4BD恒定电流恒定电流 例题例题 (04全国全国23)电动势为电动势为E=12V的电源与一电压的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。假设将一表和一电流表串联成闭合回路。假设将一电阻与电压表并联，那么电压表的读数减电阻与电压表并联，那么电压表的读数减小为原来的小为

7、原来的1/3，电流表的读数增大为原来，电流表的读数增大为原来的的3倍。求电压表原来的读数。倍。求电压表原来的读数。恒定电流恒定电流 例题例题 四个一样的小量程电流表四个一样的小量程电流表(表头表头)分别改装成分别改装成两个电流表两个电流表A1、A2和两个电压表和两个电压表V1、V2。知电流表知电流表A1的量程大于的量程大于A2的量程，电压表的量程，电压表V1的量程大的量程大V2的量程，改装好后把它们按的量程，改装好后把它们按图示接入电路，那么图示接入电路，那么A.电流表电流表A1的读数大于电流表的读数大于电流表A2的读数的读数B.电流表电流表A1的偏转角小于电流表的偏转角小于电流表A2的偏转的

8、偏转角角C.电压表电压表V1的读数小于电压表的读数小于电压表V2的读数的读数D.电压表电压表V1的偏转角的偏转角等于电压表等于电压表V2的偏转角的偏转角AD恒定电流恒定电流 例题例题 如下图，如下图，A1和和A2是两只不同的电流表，是两只不同的电流表，V1和和V2是两只一样的电压表。电流表是两只一样的电压表。电流表A1的示数是的示数是1.4mA，电压表，电压表V1和和V2的示数分的示数分别是别是0.6V和和0.8V，试求：，试求：(1)电流表电流表A2示数；示数；(2)电流表电流表A2的内阻。的内阻。 恒定电流恒定电流 例题例题 将两个一样的电流计分别与电阻并联后改装成电将两个一样的电流计分别

9、与电阻并联后改装成电流表流表A1(03A)和电流表和电流表A2(00.6A)，现把这两，现把这两个电流表并联接入如下图的电路中丈量电流，当个电流表并联接入如下图的电路中丈量电流，当可变电阻可变电阻R调理为调理为9时，时，A2刚好满偏。问：刚好满偏。问：(1)A2满偏时，另一电流表满偏时，另一电流表A1的示数是多大？的示数是多大？(2)假设可变电阻假设可变电阻R调理为调理为20时。时。A1刚好半偏。刚好半偏。知知A1、A2的内阻很小，求电源电动势和内电阻。的内阻很小，求电源电动势和内电阻。恒定电流恒定电流 电路的设计电路的设计 1.电学实验的原那么：平安、可行、方便、节能。电学实验的原那么：平安

10、、可行、方便、节能。(1)平安：实验时，必需保证明验电路各个电学平安：实验时，必需保证明验电路各个电学器件的平安包括电流表、电压表、被测用电器、器件的平安包括电流表、电压表、被测用电器、电源等及人的平安；电源等及人的平安；(2)可行：所选择的仪器能使实验正常进展；可行：所选择的仪器能使实验正常进展；(3)方便：所选择的仪器在调理时比较容易控制方便：所选择的仪器在调理时比较容易控制被丈量的物理量的变化，即是要被丈量的物理量被丈量的物理量的变化，即是要被丈量的物理量的变化比较平缓；的变化比较平缓；(4)节能：节能：恒定电流恒定电流 电路的设计电路的设计 2.丈量电路丈量电路 ：(1)电路：电路：电

11、流表接在电压表外侧叫电流表接在电压表外侧叫做外接法图甲，电流做外接法图甲，电流表接在电压表内侧叫做内表接在电压表内侧叫做内接法图乙接法图乙(2)误差分析：误差分析：a. 外接法：外接法：R测测 R真真恒定电流恒定电流 电路的设计电路的设计 (3) 电路选择电路选择 ：【试触法】未给出【试触法】未给出Rx的估计阻值时用。的估计阻值时用。RVRXxARRVxRR外接法外接法内接法内接法 RARXxARRVxRR如图测电阻如图测电阻R，当电压表的表头，当电压表的表头P从从A点，接到点，接到B点时电压表读数变点时电压表读数变化明显，运用化明显，运用_接法；电流表接法；电流表读数变化明显，运用读数变化明

12、显，运用_接法。接法。恒定电流恒定电流 例题例题 一个未知电阻一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同窗用伏无法估计其电阻值，某同窗用伏安法测电阻的两种电路各丈量一次，如下图，按安法测电阻的两种电路各丈量一次，如下图，按甲图测得数据是甲图测得数据是3.0V、3.0mA，按乙图测得数据，按乙图测得数据是是2.9V、4.0mA，由此可知按，由此可知按 图所示图所示的电路丈量的误差较小，的电路丈量的误差较小， Rx的真实值更接近于的真实值更接近于 。思索：思索：Rx的真实值大于还是的真实值大于还是小于小于1000 ？假设知电流表？假设知电流表内阻为内阻为0.1，那么，那么Rx真实值真实值是是 。恒定电

13、流恒定电流 例题例题 (06全国全国22)现要测定一个额定电压现要测定一个额定电压4V、额定功率为、额定功率为1.6W的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.14V。现有器材：直流电源现有器材：直流电源E(电动势电动势4.5V、内阻不计、内阻不计)，电压表，电压表V(量程量程4.5V，内阻约为，内阻约为4104)，电流表，电流表A1(量程量程250mA，内阻约为内阻约为2)，电流表，电流表A2(量程为量程为500mA，内阻约为，内阻约为1)，滑动变阻器滑动变阻器R(最大阻值约为最大阻值约为30)，电键，电键S，导线假设干。，导线假设干。假设既要满

14、足丈量要求，又要丈量误差较小，应该选用假设既要满足丈量要求，又要丈量误差较小，应该选用的电流表是，下面的电流表是，下面两个电路应该选用的是。两个电路应该选用的是。恒定电流恒定电流 例题例题 用伏安法丈量用伏安法丈量Rx的电阻，无论是用内接法或外接法丈量，的电阻，无论是用内接法或外接法丈量，都不可防止产生由电表内阻引起的丈量误差，有两个研讨都不可防止产生由电表内阻引起的丈量误差，有两个研讨性学习小组分别设计了以下的实验方案：性学习小组分别设计了以下的实验方案：1.第一组利用如图丙的电路进展丈量，主要实验步骤如下：第一组利用如图丙的电路进展丈量，主要实验步骤如下：第一步：将电键第一步：将电键S2接

15、接2，闭合电键，闭合电键S1，调理滑动变阻器，调理滑动变阻器RP和和RW，使电表读数接近满量程，但不超越量程，记录此，使电表读数接近满量程，但不超越量程，记录此时电压表和电流表的示数时电压表和电流表的示数U1、I1。 请他写出接着的第二步，并说请他写出接着的第二步，并说明需求记录的数据：明需求记录的数据：_ _；由以上记录的数据计算出被测由以上记录的数据计算出被测电阻电阻Rx的表达式为的表达式为Rx_；简要分析此实验方案为何能避简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差免电表内阻引起的实验误差_。 恒定电流恒定电流 例题例题 2.第二组同窗利用图丁的电路丈量，其中第二组同窗利用图丁的电

16、路丈量，其中R1是电是电阻箱，阻箱，R2=72、R3100。合上。合上S，当，当R1未调未调至图中所示阻值时，灵敏电流计至图中所示阻值时，灵敏电流计G的指针会偏转，的指针会偏转，将将R1调至如图中所示时，灵敏电流计的指针回到调至如图中所示时，灵敏电流计的指针回到零位。零位。在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；读出图中电阻箱的阻值为读出图中电阻箱的阻值为R1 = ，算出待测电阻，算出待测电阻的值的值Rx =_。恒定电流恒定电流 电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：滑动变阻器：滑动变阻器(1)电路：电路：a.限流式接法限流式接法(2)选择原那么：选

17、择原那么：a.普通情况或者没有特别阐明的情况下，由于限普通情况或者没有特别阐明的情况下，由于限流电路能耗较小，构造衔接简单，应优先思索流电路能耗较小，构造衔接简单，应优先思索限流衔接方式；限流衔接方式；b. R变变RX 或或 R变变 RX ，要选用限流衔接方式。，要选用限流衔接方式。留意：闭合开关留意：闭合开关S前，前，P在在b端。端。恒定电流恒定电流 电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：滑动变阻器：滑动变阻器(1)电路：电路：b.分压式接法分压式接法(2)选择原那么：选择原那么：a.负载电阻的阻值负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻远大于变阻器的总电阻R，须用分压式电路；须用分压

18、式电路；b.要求丈量电路的电压从零开要求丈量电路的电压从零开场或要求测多组数据；场或要求测多组数据；c.实验所提供的电压表、实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调理，电路中的实践电用限流接法时，无论怎样调理，电路中的实践电流均超越所允许的最大电流，在这种情况下，必流均超越所允许的最大电流，在这种情况下，必需采用分压接法。需采用分压接法。恒定电流恒定电流 实验器材的选择实验器材的选择1. 选择内容：选择内容：器材种类器材种类 器材规格器材规格2. 选择原那么：选择原那么：平安要素平安要素 ；误差要素误差要素

19、 ；便于操作便于操作 。3. 选择步骤：选择步骤：根据实验目确实定器材种类；根据实验目确实定器材种类；根据实验原理画出电路图；根据实验原理画出电路图；估算电流和电压最大小值，确定电表量估算电流和电压最大小值，确定电表量程、变阻器规格。程、变阻器规格。恒定电流恒定电流 例题例题 欲用伏安法测定一段阻值约为欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的电阻，左右的电阻，要求丈量结果尽量准确现备有以下器材：要求丈量结果尽量准确现备有以下器材：电池组电池组(3V、1) 电流表电流表(3A、0.0125)电流表电流表(0.6A、0.125) 电压表电压表(3V、3k) 电压表电压表(15V、15k) 滑动变阻器滑动

20、变阻器(20、1A)滑动变阻器滑动变阻器(2000、0.3A) 电键、导线电键、导线上述器材中应选用上述器材中应选用 (填各器材字母代号填各器材字母代号)；实验电路应采用电流表实验电路应采用电流表 接法；接法；为使经过待测金属导线的电流强度能在为使经过待测金属导线的电流强度能在00.5A范围内改动，请按要求画出丈量待测金属导范围内改动，请按要求画出丈量待测金属导线电阻线电阻Rx的电路图。的电路图。外外恒定电流恒定电流 例题例题 要用伏安法测定一电阻，阻值约为要用伏安法测定一电阻，阻值约为10，额定功，额定功率率P = 2W，可选用的仪器：，可选用的仪器：电源：电源：E1、干电池、干电池1节节1=1.5V、E2、蓄电池、蓄电池1组组2=6V、E3、直流稳压电源、直流稳压电源1个输出电压个输出电压10V电压表：电压表：V1010V， 内阻内阻 10k、V2030V， 内阻内阻30k电流表：电流表：A100.6A， 内阻内阻0.5、A203.0A，内阻，内阻0.1滑动变阻器：滑动变阻器：010开关及导线假设干。开关及导线假设干。要求：选取规格适宜的器件组成正