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1、电 路3、电表的原理、改装及应用,1、电流表2、电压表3、多用表,一、电流表A,=表头G+并联的分流小电阻R,并联电阻越小，分去电流越多，A表量程越大,并联测量电流,例1、要把一个Ig=100mA，Rg=200的电流计改装成量程分别为0.6A和3A的电流表，求分别应该接入多大的电阻，画出电路图。,R1=40，R2=6.89,电阻R1=40 R2=6.89 量程I1=0.6A I2=3A，即并联的R小，分去电流大，量程I大,要注意应用串、并联的特点列方程,改装电流表时，应并联电阻分流,内,例2、如图示是一个双量程电流表,Ig=0.5mA，Rg=200，计算R1和R2的阻值。,解：,（R1+R2）
2、(I1-Ig)=Ig Rg,Ig（Rg+R2）=(I2-Ig)R1,解得 R1=20 R2=180,双量程电流表,例3、两只完全相同的电流计改装成电流表，第一只改装后量程1A，第二只改装后量程3A，设改装后的内阻分别为R1和R2，则A、R1：R2=1：3B、R1：R2=3：1C、两只表并联在电路中，读数比I1：I2=1：3D、两只表串联在电路中，读数比I1：I2=3：1,BC,改装成电流表:R内=Rg/n,1:1,二、电压表V,=表头G+串联的分压大电阻R,串联测量电压,U测=Ig(Rg+R),串联电阻越大，分去电压越多，V表量程越大,例1、要把一个Ig=100A，Rg=500的电流计改装成量
3、程分别为3V和15V的电压表，求分别应该接入多大的电阻，画出电路图。,R1=29500，R2=149500,U=Ig(Rg+R),电阻R1=29500 R2=149500 量程U1=3V U2=15V，即串联的R大，分去电压大，量程U大,改装电压表时，应串联电阻分压 R=（n-1）Rg R内=n Rg,例2、一个量程250V，内阻1M的电压表，串联一个电阻后接到220V电源上，电压表读数为50V，该电阻的阻值是：，电压表的量程扩大的倍数是：。,3.4M,4.4倍,读数由220V变成50V，说明量程放大：n=220/50=4.4倍，应串联电阻：R=（n-1）Rg=（4.4-1）1M=3.4M,蓝
4、线框内等效为一个大内阻的新电流计，Rg=1M，串联一个电阻Rx后，成为一个电压表,例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表,Ig=1mA，Rg=100，计算R1和R2的阻值。,双量程电压表,解：,甲图 Ug=IgRg=0.1V，,n1=30 n2=150,R1=（n1-1）Rg=2900,R2=（n2-1）Rg=14900,乙图 同样求出R1,R1=（n1-1）Rg=2900,Rg+R1+R2=151=15 k,R2=12 k,例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表,Ig=1mA，Rg=100，计算R1和R2的阻值。,例4、一个由电流计和电阻器改装的电压表，在使用时发现电压表读数总比准确值稍小一些，
5、可以改进的办法是：A、在R上串联一个比R小得多的电阻B、在R上串联一个比R大得多的电阻C、在R上并联一个比R小得多的电阻D、在R上并联一个比R大得多的电阻,说明R太大一些，分去多一些的电压，导致G表偏转稍小，要减小R的值,D,例5、两只完全相同的电流计，改装成量程为3V和15V的电压表，串联起来连接在电路中，则这两只表的指针偏转角度之比为，读数之比为；同样的电流计，改装成量程为0.6A和3A的电流表，并联起来连接在电路中，则这两只表的指针偏转角度之比为，读数之比为；,1：1,1：5,1：1,3：5,偏转角度流过电流计的电流I表的读数表的总电压U、总电流I电表量程的扩大，不是指针偏转角的扩大，而
6、是同等的偏转角表示扩大后的数值（读数），这还要取决于电流计上串、并联的电阻值R。,例6、两只完全相同的电流计，分别改装成一只电压表V和一只电流表A，一位同学在做实验时，误将这两只改装后的表串联起来连接在电路中，则这两只表的指针偏转情况是A、都不偏转B、都偏转相同角度C、都偏转，电流表A偏转角度大D、都偏转，电压表V偏转角度大,D,IV=IA+IRV表电流大偏转角度大,“两只改装后的表串联起来连接在电路中”可以但V表和A表千万不能并联，将烧掉A表,例7、有一块满偏电流Ig=1mA,线圈电阻Rg=1k的小量程电流表。、把它改装成一个满偏电压U=10V的电压表、把它改装成一个满偏电流I=10mA的电
7、流表要求画出电路图，并算出有关数据。,U=Ug+Ux,I=Ig+Ix,V为标准电压表，R为滑动变阻器(分压器接法),虚线框中为改装电压表。,改装电压表的校对,改变变阻器R的滑片位置，使电压表的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V核对改装电压表的示数是否正确,并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。,例：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差,三、认识多用表,二、欧姆表,1、原理：闭合电路欧姆定律,调节S，转换功能,二、欧姆表,2、简化：,加上任意Rx,总,当Rx增大时，电流减小，但I、Rx不成比例，所以，欧姆表刻度不均匀，Rx越大，I变化越小，刻度越密。当
8、Rx=R+rg+r时，I=Ig/2指针指在中间，此时的电阻Rx称为中值电阻。,（R总=R+rg+r）,3、刻度特点：,、刻度数值分布不均匀（左密右疏）、刻度标度反向（零刻度在最右端）、中央刻度（中值电阻）等于Rg,4、标度：,A、两表笔短接，调R6，使指针满偏，I=Ig，得0,B、两表笔断开，指针不偏转，I=0，得,C、加上任意Rx,5、测量电阻的步骤：、机械调零、选择倍率（换档）、电位调零、测量、记录、关闭欧姆表收好表笔,6、注意,1、测量电阻时，必须把待测电阻从电路中断开,2、选择适当的量程使指针尽可能在中央刻度附近，即中值电阻附近（等于Rg）；,3、如果改变量程，每次改变后都必须重新“调
9、零”，使两表笔短接，调节“调零电阻”，使指针指在零刻度；,4、注意估读，读数要乘以量程，即电阻Rx=读数量程,例1、用多用表的欧姆档测某一电阻的阻值时，分别用1、10、100三个电阻档测了三次，指针所指的位置如图，其中是用 档，是用 档，是用 档，为提高测量的精确度，应该用 档，被测电阻阻值约为。,1、10、100、10、220,例2、使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值 A比真实值大B比真实值小C与真实值相等D可能比真实值大，也可能小,B,1、一个用满偏电流为3mA的电流表改装成欧姆表，调零后用它测500的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如
10、用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为A1000 B5000 C150 D2000,A,2、图为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300A，内阻rg=100，调零电阻的最大值R=50k，串联的固定电阻R0=50，电池电动势E=1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是？,B,1如图所示，电流表A1（03A）和A2（00.6A）是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接人电路中闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是 AA1、A2的读数之比为1:1BA1、A2的读数之比为5:1CA1、A2的指针偏转角度之比为1:1DA1、A2的指针偏
11、转角度之比为1:5,B C,2.现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50A，内阻约为800850，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R1，最大阻值20；滑动变阻器R2，最大阻值100k；电阻箱R,最大阻值9999；定值电阻R0,阻值1k；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻均不计）标准电流表A，满偏电流1.5mA；,（1）采用如图1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_。,R2,E3,（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图2和图3
12、。图_为合理电路，另一电路不合理的理由是 _。,（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A来表示。,图2,2,图3的电路更换量程时会使分流电阻都未并在表头上,以致流过表头的电流过大而损坏.,（3）如右图4所示：,3、一直流电压表V，量程为1 V，内阻为1000，现将一个阻值在5000-7000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表量程，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，内阻不计）、一阻值R22000 的固定电阻、两个单刀开关S1、S2及导线若干。,（2）连线完成以后，当S1、S2均闭合时,
13、电压表示数为0.90V；当S1闭合,S2断开时,电压表示数为0.70V。,（1）为达到上述目的，将对应的图连成一个完整的实验电路图。,由此可以计算出改装后电压表的量程为_ V,电动势为_V。,解：实验电路图如右图示,解得E=6.3V,R1=6000,量程为,7,6.3,4.在把电流表改装成电压表的实验中，把量程为Ig、内阻未知的电流表G改装成电压表。采用如图1所示的电路测电流表G的内阻Rg，根据电路图连接实物图；,解:实物连接图如图蓝线所示,测得电流表G内阻为Rg，把它改装成量程为UV的电压表，需要 联（填“串”或“并”）一个电阻Rx，Rx=。,把改装好的电压表与标准电压表进行逐格校对，试在方
14、框内画出校对电路图。改装及校准所用器材的实物如右图2所示,试在所给的实物图中画出连接导线。,串,实验电路图如图4示，,实物连线图如图5示,5（本题9分）有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流A待测电流表A0：满偏电流约为700800A、内阻约100，已知表盘刻度均匀、总格数为NB电流表A：量程0.6A、内阻0.1C电压表V：量程3V、内阻3kD滑动变阻器R：最大阻值200E电源E：电动势约3V、内阻约1.5F开关S一个,C,解：（2）电路如图所示,U为电压表读数，RV为电压表内阻,6现有一满偏电流为50A、内阻约为800850的59C2型小量程电流表G（
15、表头），另外可供选择的器材有：A电压表V（量程3V，内阻约为20K）B电流表A1（量程200A，内阻约为500）C电流表A2（量程0.6A，内阻约为3）D定值电阻R0（阻值10K）E电阻箱R（最大阻值9999）F滑动变阻器R（最大阻值100）G电源E（电动势3V）H开关S,（1）测量小量程电流表G的内阻为了尽量减小误差，要求测量多组数据，所提供的电流表中，应选用（填写字母代号），请在图1的虚线框中画出符合要求的实验电路图（其中电源、开关及连线已画出）,B,实验电路如右图所示,（2）将G改装成两种倍率（如“1”、“10”）的欧姆表现有两种备选电路，如图2和图3所示，则图（选填“2”或“3”）为合
16、理电路；另一电路不合理的原因是 在合理的电路中，当开关S合向 端，这时的欧姆表是较大倍率挡,2,图3不能改变电流表的量程，即实际上图3不可能实现多倍率欧姆表,b,7、一毫安表头 满偏电流为9.90 mA，内阻约为300 要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图所示图中，是量程为2 A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源完善下列实验步骤：将虚线框内的实物图按电路原理图连线；,实物连线如图示；,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；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1 A；调节电阻箱
17、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”）；多次重复步骤，直至标准电流表的读数，同时毫安表指针满偏,减小,b,1 A,回答下列问题：在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1，由此可知毫安表头的内阻为 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素：。,310,0.495,例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准表和毫安表的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比；等等,解见下页,本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续
18、变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度,【解析】,（1）将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表；在调节电阻箱时，由于接入回路的电阻增加，故电流表电流会减小；为了能成功改装为1A的量程的电流表，需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1A；,（2）电阻箱的电阻读数为3.1，此时毫安表满偏，电阻箱上的电流为1000mA9.9mA=990.1mA，,根据并联电阻值与电流值成反比，可计算毫安表的内阻为310；,若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;,8某同学想测量一段
19、电阻丝的电阻率，其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下：A测量电流表的内阻。按图1连接电路，将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R的阻值不变，合上开关S2，调整电阻箱R 的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R 的阻值；B计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联，则R0与电流表共同构成一个新的电压表;,C将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路，对改装的电压表进行校准；D利用校准后的电压表和另一块电流表，采用伏安法测量电阻丝的电阻；E测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;F计算出电阻丝
20、的电阻率。根据上述实验过程完成下列问题：,（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示，图中读数为 mm；（2）根据图1电路，请在图4中画出连线，将器材连接成测量电流表内阻的实验电路；,0.4140.416,电路连线如图示：,（3）已知电流表的满偏电流为200 A，若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时 R 的阻值为500。要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表串联一个阻值为R0=的电阻;（4）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些，造成这个现象的原因是（）A电流表内阻的测量值偏小
21、，造成串联电阻R0的阻值偏小B电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏小C电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R0的阻值偏大D电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R0的阻值偏大,9.50103,（写成9500、9.50k同样给分；写成9.5 k不给分）,C,（5）在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的ab图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为。,解：,电流表的满偏电流为200 A，改装后的电压表量程为2.00V，所以，当a的示数为180.0 A时对应的电压值为1.80V，,10.0,
