74电学实验的两个基本问题电表改装与多用电表

1、§7.4 电学实验的两个基本问题 电表改装与多用电表【知识网络】（一）电学实验的两个基本问题（1）伏安法测电阻中的安培表内、外接法电路图：误差分析：外接法的系统误差是由电压表分流引起，电流的测量值大于真实值，电阻测量值小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表分压引起，电压的测量值大于真实值，电阻测量值大于真实值，大电阻应采用内接法。内外接法的选择：若，则采用外接法。若，则采用内接法。（2）滑动变阻器的限流接法、分压接法电路图：两种接法的比较：分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围大（电压从零开始逐渐增大），应该选用总阻值较小的滑动变阻器；限流接法时，RX上的电压不

2、能从零开始调节，调节范围小，为使电压的调节范围大些，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。限流接法、分压接法的选择限流接法耗能少、连接方便，应优先使用，但下列情况必须采用分压接法（a）要求RX上的电压变化范围大（如从零开始变化）(b)采用限流接法时，电路中所能调节的最小电流超过电表的量程或用电器额定电流。(c) RX远大于变阻器的最大阻值，采用限流接法时，RX对电路调节能力差（调变阻器时RX两端电压变化小）。（二）电表的改装（1）电流表原理和主要参数工作原理：通电线圈在磁场中受安培力作用发生偏转，且指什偏角与电流强度I成正比，即kI，故表的刻度是均匀的。主要参数：表头内阻Rg、满偏电流Ig

3、、满偏电压Ug。三者关系：UgIgRg（2）电流表改装成电压表方法：串联一分压电阻R，若量程扩大n倍，即nU/Ug，串联电阻值R=URRg/Ug=（n1）Rg，量程扩大倍数越高，串联电阻值越大。（3）电流表扩大量程方法：并联一分流电阻R，若量程扩大n倍，即nI/Ig，并联的电阻值R=IgRg/IR=Rg/（n1），量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。（三）多用电表的使用（1）使用前查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处，如不在应进行机械调零；（2）根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时注意选用刻度盘上对应的量程刻度；（3）使用欧姆挡时，先选好倍率，再进行欧姆调零。如果指针偏转角

4、度太小（即指针所指的刻度值太大），应增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该减小倍率重新调零后再测。测量中，两只手不能同时接触表笔上的金属部分。测量完毕后，应将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡；（4）不论使用多用电表的哪个挡，电流总是从多用电表的正接线柱（红表笔）进入电表，从负接线柱（黑表笔）流出；（5）二极管是用半导体材料制成的电子元件。二极管具有单向导电性，当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大。【典型例题】例欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可

5、能大一些下列器材中电流表应选用的是（填选项代号，下同），电压表应选用的是 ，滑动变阻器应选用的是 。在上面的方框内画出应采用的电路图。A电池组E（6V，内阻很小）B电流表A1（03A，内阻约0.0125）C电流表A2（00.6A，内阻约0.125）D电压表V1（03V，内阻约3k）E电压表V2（06V，内阻约6k）F滑动变阻器R1（05，2A）G滑动变阻器R2（01000，1A）H电键、导线例电流表G的内阻Rg=1000,满偏电流Ig=100uA,现把它改装为量程是6V的电压表和量程为0.6A的电流表，设计电路如图所示。（1）S1、S2均断开时是什么表？S1、S2均闭合时是什么表？（2）R1和

6、R2各应等于多少？ (3) S1闭合S2断开时是什么表？量程多大？例一同学使用多用电表测量某一电阻Rx的值，他在调好多用电表后,用“×100档”测量，发现指针偏转过大，为了更准确的测量，他又进行了如下的操作：(1) 把选择开关拨至“×1000档”。(2) 使两表笔接触，然后用螺丝刀轻轻旋动定位螺丝，使指针指零。(3) 把两表笔分别与Rx的两端接触,为使它们接触良好,用双手捏住接触处,然后读数。(4) 把表笔从测试插孔中拨出，将多用电表放回原处，实验完毕。该同学的操作有哪些错误?请改正之。例要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA（约为40），除此多用电表外，还有下列器材：

7、直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150），电键一个，导线若干。要求：（1）写出实验步骤。（2）给出RA的表达式。 【自我检测】1图为一正在测量中的多用电表表盘。（1）如果是用直流10V档测量电压，则读数为_V.（2）如果是用直流5mA档测量电流，则读数为_mA.（3）如果是用×100档测量电阻，则读数为_.一阻值在100200间，额定功率为0.25W 的电阻，现用伏安法较准确测定其阻值，实验室备有：A量程为50mA，内阻约20的电流表B量程为3A，内阻约0.01的电流表C量程为10V，内阻约20k的电压表 D量程为5V，内阻约10k的电压表

8、E标有“50，2”的滑动变阻器F标有“3k，0.5”的滑动变阻器G12伏的直流电源 H电键, 导线（1）电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（2）根据题意作出实验电路图。3如图所示是双量程电流表电路图，当使用a、b两端点时量程为1A，使用a、c两端点时量程为0.1A，已知表头内阻为200，满偏电流为2mA，求电阻R1和电阻R2的阻值。4如图所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（长度l为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率已知，管的两端有导电箍MN现提供米尺、伏特表V、安培表A、电源E、滑动变阻器R、电键K和若干导线请设计一个测定膜层厚度d的实验方案

9、（1）实验中应测定的物理量是 ；（2）在虚线框内用符号画出测量电路图；（3）计算膜层厚度的公式是 【课后练习】§7.4 电学实验的两个基本问题 电表改装与多用电表1关于欧姆表及其使用中的问题,下列说法中正确的是 A. 接表内电源负极的应是黑表笔B. 换档后，都要重新调节调零电阻，使指针指到满刻度C. 表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的D. 表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零E rSA1A22如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0-3 A）和电流表A2（0-0.6 A），把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是AA1指针半偏时，A2指针也半偏BA1指

10、针还没有满偏时，A2指针已经满偏CA1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 ADA1的读数为1 A时，干路中的电流为1.2 AErRG红表笔黑表笔RxR0Ig3如图所示为欧姆表示意图，Ig=300A，rg=100,调零电阻最大值R=50K，串联固定电阻R0=50,E=1.5V.它能准确测量的阻值范围是A30 K-80KB3K-8K C300 K-80 D30-804在图示电路中，三根导线中有一根是断的，电源、电阻器R1 、R2.为了查出断导线，某同学想先将多用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用表指针的示数在下列选项中,符合操作规程的是A.

11、 直流10V档B. 直流0.5A档 C. 直流2.5V档 D. 欧姆档5关于小量程电流表G改装成电压表和电流表后，因为G表原来内阻的大小，对电路进行测量时所产生误差的影响，正确的是 AG表的内阻越大，改装成的电压表在测量时产生的误差就越大 BG表的内阻越大，改装成的电流表在测量时产生的误差就越大 CG表的内阻大小对改装成的电压表和电流表在测量中的误差没有影响 DG表的内阻越大，对改装成的电压表和电流表在测量中的误差就越小6如图所示，黑盒中有一个单向导电元件，当元件中电流沿箭头方向时，单向导通，其电阻为零；反之，则截止，反向电阻无穷大。还有两个阻值均为1 k的电阻，它们与黑盒的接线1、2、3接成

12、电路，用多用表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表格所示，那么黑盒中的线路是下面电路中的哪一个？黑笔触点112红笔触点231表头读数00.5 k2 k7有一多用电表，它的欧姆刻度线中心刻度值是15，当用R×10档去测量某待测电阻（阻值约为1000）时，指针偏转角度较小。为了减小测量误差，应该重新测量。其实验步骤的顺序是 。A. 将多用电表的选择开关扳至交流高压档B. 将待测电阻两端分别与两表笔连接，并读出数据C. 将选择开关扳至R×1档D. 将选择开关扳至R×100档E. 调节调零电阻，使表头指针满偏F. 将欧姆表两表笔短接8用相同的灵敏电流计改

13、装成量程为3V和15V的两个电压表，将它们串联接入电路，指针偏转角度之比为_，读数之比为_9有一只电流计，已知其Ig =500，Rg100，现欲改装成量程为的电压表，则应_联_的电阻由于所用的电阻不准，当改装表与标准表比较时，发现当标准值为时，改装表读数为.，则实际所用的电阻值偏_（填“大”或“小”）_.10在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20千欧,电流表的内阻约为10欧,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上（如图所示）CD（1）根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx=    &

14、#160;  欧（保留两位有效数字）（2）画出此实验的电路原理图。11某同学用图示电路，测绘标有“3.8 V，0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1（量程100 mA，内阻约2）； A2（量程0.6 A，内阻约0.3)；电压表：V1 (量程5 V，内阻约5k )；V2（量程15 V，内阻约15 )；电源：E1（电动势为1.5 V，内阻为0.2）； E2（电动势为4V，内阻约为0.04）。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，滑动变阻器_，电源_。根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图

15、象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为_ _；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为_W。根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的_。AB 12某同学对黑箱(见图1)中一个电学元件的伏安特性进行研究通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律： 当-15V<Uab<0V时，I近为零当Uab0时，Uab和I的实验数据见下表：(1)在图2中画出Uab0时该元件的伏安特性曲线(2)根据上述实验事实该元件具有的特性是_（3)若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路

16、的cd两端输入如图4(甲)所示的方波电压信号ucd,请在图4(乙)中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形。§7.4 电学实验的两个基本问题 电表改装与多用电表参考答案【典型例题】例C、E、F 电路图如右例（1）电压表 电流表；（2）59000 0.17；（3）电压表 3.54×104V例指针偏转过大，说明待测电阻的阻值不大，应换用小量程 ；调好多用表后，不能再转动定位螺丝；双手捏住接触处，会造成人体电阻与待测电阻并联，测量值会偏小；表笔拨出后，应把选择开关置于OFF档，久放应取出电池。例(1)实验步骤用多用电表的直流电压档测量电源电动势E；用多用电表的欧姆档测电阻的

17、阻值R将多用电表置于直流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端，合上电键，记下多用电表读数I。（2） 【自我检测】1 6.5V 3.25mA 8002（1）D A E （2）电路图如右使用a、b两端时有 Ig (Rg +R2) = (I1 Ig )R1 ，使用a、c两端时有 Ig Rg = (I1 - Ig ) (R1 +R2 )，联立两式并代入数据得：R1=0.41 R2=3.74 （1）由R=l/S=U/I，只要测出l、U、I，即可计算出电阻膜的横截面积S而S=D·d故应测定的物理量为：l、D、U、I（2）用安培表的外接法（如图所示）（3）d=Il/(DU)【课后练习】1B2AD3B（准确测量的阻值范围应在中值电阻附近）4A5B6C7DFEB8 11 ，15 9串联 11900；小 75010. 舍去不合理点，2.4