2022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2

1．了解电流表构造，明确满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug的意义．2．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．4．理解半偏法测电阻的原理．

第6课时实验十三把电流表改装为电压表第一页，编辑于星期一：十四点六分。第一页，编辑于星期四：二十点三十七分。1．“半偏法”测电流表的内阻 电路图如图10－6－1所示，合上S1，调整R，使电流表恰好满偏；再闭合S2，调整R′，使电流表恰好半偏．当R≫R′时，rg＝R′.第二页，编辑于星期一：十四点六分。第二页，编辑于星期四：二十点三十七分。试定性分析：为什么R≫R′时，rg＝R′？

提示：R的阻值很大，在开关S2闭合前后，线路的总电阻变化很小，因此干路电流Ig可近似认为不变，当电流表半偏时，流过R′的电流为Ig/2；即流过电阻箱R′的电流与通过电流表的电流相等，故rg＝R′.

第三页，编辑于星期一：十四点六分。第三页，编辑于星期四：二十点三十七分。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阻R组成电压表，二者承受的最大电压(改装后量程)U＝Ig(rg＋R)，或U＝Ug＋IgR.其阻值为：R0＝其原理如图10－6－2所示．

图10－6－2第四页，编辑于星期一：十四点六分。第四页，编辑于星期四：二十点三十七分。电流表、电阻箱、开关、电池组、滑动变阻器(大阻值)、标准电压表、导线．一、半偏法测电流表内阻1．按照图10－6－1所示的电路图连接成实验电路，开关S1、S2都处于断开状态，使滑动变阻器R在电路中的阻值最大．2．闭合开关S1，调节滑动变阻器R使电流表的指针满偏．

第五页，编辑于星期一：十四点六分。第五页，编辑于星期四：二十点三十七分。3．闭合开关S2，调节电阻箱R′使电流表示数从满偏电流Ig减小到半偏电流

读出此时电阻箱的阻值R′，就是电流表的内阻rg.

4．断开电键．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R1＝

6．将电阻箱R′的阻值调到R1，与电流表串联构成量程为U的电压表．

第六页，编辑于星期一：十四点六分。第六页，编辑于星期四：二十点三十七分。三、校表7．按图10－6－3所示的电路图连成电路，与标准电压表进行核对．

改变滑动变阻器R的滑片位置，使的示数分别为0、

U，并核对改装的电压表的示数是否正确．

8．R表＝nrg，其中n为 所以nrg＝

＝R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？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，电压的变化范围大．

第七页，编辑于星期一：十四点六分。第七页，编辑于星期四：二十点三十七分。1．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阻rg大得多，一般要求R＞100rg.2．实验时，在R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S1时，必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大．4．闭合开关S2、调节电阻箱R′时，应保持滑动变阻器R的阻值不变．5．“半偏法”测电流表内阻的实验中R′只能用电阻箱，R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(10kΩ以上)，另一个阻值较小，一定要把阻值大的连到干路．第八页，编辑于星期一：十四点六分。第八页，编辑于星期四：二十点三十七分。“半偏法”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R测＜rg.当电路中R≫rg时，误差较小，因此要使R≫rg，同时电源电动势也应适当大一些．

第九页，编辑于星期一：十四点六分。第九页，编辑于星期四：二十点三十七分。【例1】用半偏法测量电流表内阻的电路如图10－6－4所示．已知电流表的满偏电流Ig＝100μA. (1)有四位学生对图中电源电动势E及R1、R2的取值提出了下面四个不同的方案，最佳应选择________．

第十页，编辑于星期一：十四点六分。第十页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．E＝3V，R1为0～9999.9Ω的电阻箱，R2为0～999.9Ω的电阻箱B．E＝3V，R1为0～9999.9Ω的电阻箱，R2为0～9999.9Ω的滑动变阻器C．E＝1.5V，R1为0～999.9Ω的电阻箱，R2为0～9999.9Ω的电阻箱D．E＝1.5V，R1为0～9999.9Ω的电阻箱，R2为0～999.9Ω的滑动变阻器(2)某同学在一次实际操作中闭合S1(S2不闭合)，调节R1使电流表满偏，然后保持R1不变，闭合S2，调节R2＝50Ω时电流表读数为25μA，则此电流表的内阻为________．A．25Ω B．50Ω C．150Ω D．480Ω

第十一页，编辑于星期一：十四点六分。第十一页，编辑于星期四：二十点三十七分。(3)用该电流表改装成一只两用表(如图10－6－5所示)，其中AB为改装后的电流表接线端，已知R1′＝0.03Ω.则改装后的电流表的量程为________A.解析：(1)首先从原理上弄清两个电阻的作用，R1是为了使电流表满偏，而R2是为了测量电流表的内阻值，故R2必须是电阻箱，而R1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R1接入电路的电阻大，则要求电源电动势大，故选A.

第十二页，编辑于星期一：十四点六分。第十二页，编辑于星期四：二十点三十七分。(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150Ω.(3)由并联电路的规律可得：I＝I1＋Ig＝10－4A＋

A＝0.5A.答案：(1)A(2)C(3)0.5

第十三页，编辑于星期一：十四点六分。第十三页，编辑于星期四：二十点三十七分。【例2】一毫安表头mA满偏电流为9.90mA，内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表，其电路原理如图10－6－6所示．图中A是量程为2A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源．

第十四页，编辑于星期一：十四点六分。第十四页，编辑于星期四：二十点三十七分。(1)完善下列实验步骤：①将图10－6－7实物图按电路原理图连线；②将滑动变阻器的滑动头调至________端(填“a”或“b”)，电阻箱R0的阻值调至零；③合上开关；④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1A；⑤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________(填“增大”、“减小”或“不变”)；⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数为________，同时毫安表指针满偏．

第十五页，编辑于星期一：十四点六分。第十五页，编辑于星期四：二十点三十七分。(2)回答下列问题：①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用的阻值读数为3.1Ω，由此可知毫安表头的内阻为________．②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________A.③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：________________________________________.第十六页，编辑于星期一：十四点六分。第十六页，编辑于星期四：二十点三十七分。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b端，对于改装好的电流表它是一个量程为1A的电流表，原毫安表与电阻箱并联，则Ig·Rg＝(1－Ig)·R，所以Rg＝

×3.1Ω＝310Ω.改装后的电流表指针半偏，说明此时的总电流为0.5A，所以通过电阻箱的电流为0.5－

Ig＝0.495A.

第十七页，编辑于星期一：十四点六分。第十七页，编辑于星期四：二十点三十七分。答案：(1)①实物图连线如下图所示

②b

⑤减小

⑥1A(2)①310Ω②0.495③例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标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

第十八页，编辑于星期一：十四点六分。第十八页，编辑于星期四：二十点三十七分。【例3】一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω.现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻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准确值，再给定一直流电源(电动势E为6～7V，内阻可忽略不计)，一阻值R2＝2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线． (1)为达到上述目的，将图10－6－8所示仪器连成一个完整的实验电路图．第十九页，编辑于星期一：十四点六分。第十九页，编辑于星期四：二十点三十七分。(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V．由此可以计算出改装后电压表的量程为________V，电源电动势为________V.

第二十页，编辑于星期一：十四点六分。第二十页，编辑于星期四：二十点三十七分。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．(2)设电源电动势为E，则由闭合电路欧姆定律，当两开关都闭