【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第6课时实验十三把电流表改装为电压表课件 人教大纲版

1、1了解电流表构造，明确满偏电流了解电流表构造，明确满偏电流Ig，表头内阻，表头内阻Rg，满偏电压，满偏电压Ug的意义的意义2进一步理解串联的分压作用进一步理解串联的分压作用3掌握把电流表改装为电压表的方法掌握把电流表改装为电压表的方法 4理解半偏法测电阻的原理理解半偏法测电阻的原理 第第6 6课时课时 实验十三实验十三 把电流表改装为电压表把电流表改装为电压表1“半偏法半偏法”测电流表的内阻测电流表的内阻电路图如图电路图如图1061所示，合上所示，合上S1，调整，调整R，使电流表恰好满偏；再闭，使电流表恰好满偏；再闭合合S2，调整，调整R，使电流表恰好半偏当，使电流表恰好半偏当RR时，时，rg

2、R. 试定性分析：为什么试定性分析：为什么RR时，时，rgR？ 提示：提示：R的阻值很大，在开关的阻值很大，在开关S2闭合前后，线路的总电阻变化很小，因此干路电闭合前后，线路的总电阻变化很小，因此干路电流流Ig可近似认为不变，当电流表可近似认为不变，当电流表 半偏时，流过半偏时，流过R的电流为的电流为Ig/2；即流过电阻；即流过电阻箱箱R的电流与通过电流表的电流与通过电流表 的电流相等，故的电流相等，故rgR. 2电流表改装为电压表，根据串联电阻分压的原理可知，把电流表串联一个电电流表改装为电压表，根据串联电阻分压的原理可知，把电流表串联一个电阻阻R组成电压表，二者承受的最大电压组成电压表，二

3、者承受的最大电压(改装后量程改装后量程)UIg(rgR)，或，或UUgIgR.其阻值为：其阻值为：R0 其原理如图其原理如图1062所示所示 图图1062一、半偏法测电流表内阻一、半偏法测电流表内阻1按照图按照图1061所示的电路图连接成实验电路，开关所示的电路图连接成实验电路，开关S1、S2都处于断开状都处于断开状态态，使滑动变阻器使滑动变阻器R在电路中的阻值最大在电路中的阻值最大2闭合开关闭合开关S1，调节滑动变阻器调节滑动变阻器R使电流表的指针满偏使电流表的指针满偏 3闭合开关闭合开关S2，调节电阻箱，调节电阻箱R使电流表示数从满偏电流使电流表示数从满偏电流Ig减小到半偏电流减小到半偏电

4、流 读出此时电阻箱的阻值读出此时电阻箱的阻值R，就是电流表的内阻，就是电流表的内阻rg. 4断开电键断开电键二、改装电压表二、改装电压表 5计算出电流表改装成电压表需要串联的电阻值计算出电流表改装成电压表需要串联的电阻值R1 6将电阻箱将电阻箱R的阻值调到的阻值调到R1，与电流表串联构成量程为，与电流表串联构成量程为U的电压表的电压表 三、校表三、校表7按图按图1063所示的电路图连成电路，与标准电压表进所示的电路图连成电路，与标准电压表进 行核对行核对 改变滑动变阻器改变滑动变阻器R的滑片位置，使的滑片位置，使 的示数分别为的示数分别为0、 U，并核对改装的电压表的示数是否正确并核对改装的电

5、压表的示数是否正确 8R表表nrg，其中，其中n为为 所以所以nrg R表表 对改装的电压表进行校对时，滑动变阻器为什么采用分压式接法？对改装的电压表进行校对时，滑动变阻器为什么采用分压式接法？ 提示：提示：滑动变阻器采用分压式，改装后的电压表的电压可以从零开始，电压滑动变阻器采用分压式，改装后的电压表的电压可以从零开始，电压 的变化范围大的变化范围大 1在调节滑动变阻器在调节滑动变阻器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 阻阻rg大得多，一般要求大得多，一般要求R100rg.2实验时，在实验时，在R较大情况下为了使电流表满

6、偏，电源电动势宜大些较大情况下为了使电流表满偏，电源电动势宜大些3闭合开关闭合开关S1时，必须先将滑动变阻器时，必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大的阻值调至最大4闭合开关闭合开关S2、调节电阻箱、调节电阻箱R时，应保持滑动变阻器时，应保持滑动变阻器R的阻值不变的阻值不变5“半偏法半偏法”测电流表内阻的实验中测电流表内阻的实验中R只能用电阻箱，只能用电阻箱，R可用阻值很大的滑动变可用阻值很大的滑动变 阻器或电阻箱若实验给出两个电阻箱，一个阻值较大阻器或电阻箱若实验给出两个电阻箱，一个阻值较大(10 k以上以上)，另一个阻，另一个阻 值较小，一定要把阻值大的连到干路值较小，一定要把阻值大的连到干路

7、“半偏法半偏法”测电流表内阻时，存在系统误差当测电流表内阻时，存在系统误差当S2闭合后，整个电路的总电阻变闭合后，整个电路的总电阻变小，总电流变大，通过电流表的电流为原来的一半，则通过电阻箱的电流就大于小，总电流变大，通过电流表的电流为原来的一半，则通过电阻箱的电流就大于通过电流表的电流即通过电流表的电流即R测测rg.当电路中当电路中Rrg时，误差较小，因此要使时，误差较小，因此要使Rrg，同，同时电源电动势也应适当大一些时电源电动势也应适当大一些 【例【例1】 用半偏法测量电流表内阻的电路如图用半偏法测量电流表内阻的电路如图1064所示已知电流表的满偏电流所示已知电流表的满偏电流Ig100

8、A.(1)有四位学生对图中电源电动势有四位学生对图中电源电动势E及及R1、R2的取的取值提出了下面四个不同的方案值提出了下面四个不同的方案，最佳应选择最佳应选择_ AE3 V，R1为为09 999.9 的电阻箱，的电阻箱，R2为为0999.9 的电阻箱的电阻箱BE3 V，R1为为09 999.9 的电阻箱，的电阻箱，R2为为09 999.9 的滑动变阻器的滑动变阻器CE1.5 V，R1为为0999.9 的电阻箱，的电阻箱，R2为为09 999.9 的电阻箱的电阻箱DE1.5 V，R1为为09 999.9 的电阻箱，的电阻箱，R2为为0999.9 的滑动变阻器的滑动变阻器(2)某同学在一次实际操

9、作中闭合某同学在一次实际操作中闭合S1(S2不闭合不闭合)，调节，调节R1使电流表满偏，然后保持使电流表满偏，然后保持R1不变，闭合不变，闭合S2，调节，调节R250 时电流表读数为时电流表读数为25 A，则此电流表的内阻为，则此电流表的内阻为_A25 B50 C150 D480 (3)用该电流表改装成一只两用表用该电流表改装成一只两用表(如图如图1065所示所示)，其中，其中AB为改装后的电流表为改装后的电流表接线端，已知接线端，已知R10.03 .则改装后的电流表的量程为则改装后的电流表的量程为_ A.解析：解析：(1)首先从原理上弄清两个电阻的作用，首先从原理上弄清两个电阻的作用，R1是

10、为了使电流表满偏，而是为了使电流表满偏，而R2是为是为了测量电流表的内阻值，故了测量电流表的内阻值，故R2必须是电阻箱，而必须是电阻箱，而R1可为电阻箱也可以是滑动变阻可为电阻箱也可以是滑动变阻器；其次要考虑实验原理带来的误差，要使误差小，应尽可能使器；其次要考虑实验原理带来的误差，要使误差小，应尽可能使R1接入电路的电接入电路的电阻大，则要求电源电动势大，故选阻大，则要求电源电动势大，故选A. (2)R2与电流表并联，电压相同，则电流之比与电阻成反比，得出电流表内阻为与电流表并联，电压相同，则电流之比与电阻成反比，得出电流表内阻为150 .(3)由并联电路的规律可得：由并联电路的规律可得：I

11、I1Ig104 A A0.5 A.答案：答案：(1)A(2)C(3)0.5 【例【例2】 一一毫安表头毫安表头mA满偏电流为满偏电流为9.90 mA，内阻约为，内阻约为300 .要求将此毫安表头要求将此毫安表头改装成量程为改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图的电流表，其电路原理如图1066所示图中所示图中A是量程为是量程为2 A的标准电流表，的标准电流表，R0为电阻箱，为电阻箱，R为滑动变阻器，为滑动变阻器，S为开关，为开关，E为电源为电源 (1)完善下列实验步骤：完善下列实验步骤：将图将图1067实物图按电路原理图连线；实物图按电路原理图连线；将滑动变阻器的滑动头调至将滑动变阻器的滑动

12、头调至_端端(填填“a”或或“b”)，电阻箱，电阻箱R0的阻值调至零；的阻值调至零；合上开关；合上开关；调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为1 A；调节电阻箱调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)；多次重复步骤多次重复步骤，直至标准电流表的读数为，直至标准电流表的读数为_，同时毫安表指针满偏，同时毫安表指针满偏 (2)回答下列问题：回答下列问题：在完成全部实验步骤后，电阻箱使用的阻

13、值读数为在完成全部实验步骤后，电阻箱使用的阻值读数为3.1 ，由此可知毫安表头，由此可知毫安表头的内阻为的内阻为_用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为箱的电流为_ A.对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素：素：_.解析：解析：由于电路采用限流接法，所以开始时要使变阻器阻值最大，即把触头调至由于电路采用限流接法，所以开始时要使变阻器阻值最大，即把触头调至b端，对于改装好的电流表它是一个量程为端，对于

14、改装好的电流表它是一个量程为1 A的电流表，原毫安表与电阻箱并联，的电流表，原毫安表与电阻箱并联，则则IgRg(1Ig)R，所以，所以Rg 3.1 310 .改装后的电流表指针半偏，改装后的电流表指针半偏，说明此时的总电流为说明此时的总电流为0.5 A，所以通过电阻箱的电流为，所以通过电阻箱的电流为0.5 Ig0.495 A. 答案：答案：(1)实物图连线如下图所示实物图连线如下图所示b减小减小1 A(2)310 0.495例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准准表和毫安表头的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等表和毫安表头的

15、读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等 【例【例3】一直流电压表，量程为一直流电压表，量程为1 V，内阻为内阻为1 000 .现将一阻值在现将一阻值在5 0007 000 之之间的固定电阻间的固定电阻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，再给定一直流电源准确值，再给定一直流电源(电动势电动势E为为67 V，内阻可忽略不计内阻可忽略不计)，一阻值一阻值R22 000 的固定电阻，两个单刀开关的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线及若干导线(1)为达到上述目的，将图为达到上述目的，将图1068所示仪器连成一个完整的实验电路图所示仪器连成一个完整的实验电路图(2)连线完成以后，当连线完成以后，当S1与与S2均闭合时，电压表的示数为均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当；当S1闭合，闭合，S2断断开时，电压表的示数为开时，电压表的示数为0.70 V由此可以计算出改装后电压表的量程为由此可以计算出改装后电压表的量程为_ V，电源电动势为，电源电动势为_V. 解析：解析：(1)电路如图：将电压表与标准电阻串联后与电源连接即可电路如图：将电压表与标准电阻串联后与电源连接即可(2)设电源电动