【創(chuàng)新設(shè)計】2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6課時實驗十三把電流表改裝為電壓表課件 人教大綱版

1、1了解電流表構(gòu)造，明確滿偏電流了解電流表構(gòu)造，明確滿偏電流Ig，表頭內(nèi)阻，表頭內(nèi)阻Rg，滿偏電壓，滿偏電壓Ug的意義的意義2進(jìn)一步理解串聯(lián)的分壓作用進(jìn)一步理解串聯(lián)的分壓作用3掌握把電流表改裝為電壓表的方法掌握把電流表改裝為電壓表的方法 4理解半偏法測電阻的原理理解半偏法測電阻的原理 第第6 6課時課時 實驗十三實驗十三 把電流表改裝為電壓表把電流表改裝為電壓表1“半偏法半偏法”測電流表的內(nèi)阻測電流表的內(nèi)阻電路圖如圖電路圖如圖1061所示，合上所示，合上S1，調(diào)整，調(diào)整R，使電流表恰好滿偏；再閉，使電流表恰好滿偏；再閉合合S2，調(diào)整，調(diào)整R，使電流表恰好半偏當(dāng)，使電流表恰好半偏當(dāng)RR時，時，rg

2、R. 試定性分析：為什么試定性分析：為什么RR時，時，rgR？ 提示：提示：R的阻值很大，在開關(guān)的阻值很大，在開關(guān)S2閉合前后，線路的總電阻變化很小，因此干路電閉合前后，線路的總電阻變化很小，因此干路電流流Ig可近似認(rèn)為不變，當(dāng)電流表可近似認(rèn)為不變，當(dāng)電流表 半偏時，流過半偏時，流過R的電流為的電流為Ig/2；即流過電阻；即流過電阻箱箱R的電流與通過電流表的電流與通過電流表 的電流相等，故的電流相等，故rgR. 2電流表改裝為電壓表，根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的原理可知，把電流表串聯(lián)一個電電流表改裝為電壓表，根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的原理可知，把電流表串聯(lián)一個電阻阻R組成電壓表，二者承受的最大電壓組成電壓表，二

3、者承受的最大電壓(改裝后量程改裝后量程)UIg(rgR)，或，或UUgIgR.其阻值為：其阻值為：R0 其原理如圖其原理如圖1062所示所示 圖圖1062一、半偏法測電流表內(nèi)阻一、半偏法測電流表內(nèi)阻1按照圖按照圖1061所示的電路圖連接成實驗電路，開關(guān)所示的電路圖連接成實驗電路，開關(guān)S1、S2都處于斷開狀都處于斷開狀態(tài)態(tài)，使滑動變阻器使滑動變阻器R在電路中的阻值最大在電路中的阻值最大2閉合開關(guān)閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電流表的指針滿偏使電流表的指針滿偏 3閉合開關(guān)閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表示數(shù)從滿偏電流使電流表示數(shù)從滿偏電流Ig減小到半偏電流減小到半偏電

4、流 讀出此時電阻箱的阻值讀出此時電阻箱的阻值R，就是電流表的內(nèi)阻，就是電流表的內(nèi)阻rg. 4斷開電鍵斷開電鍵二、改裝電壓表二、改裝電壓表 5計算出電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)的電阻值計算出電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)的電阻值R1 6將電阻箱將電阻箱R的阻值調(diào)到的阻值調(diào)到R1，與電流表串聯(lián)構(gòu)成量程為，與電流表串聯(lián)構(gòu)成量程為U的電壓表的電壓表 三、校表三、校表7按圖按圖1063所示的電路圖連成電路，與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)所示的電路圖連成電路，與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn) 行核對行核對 改變滑動變阻器改變滑動變阻器R的滑片位置，使的滑片位置，使 的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為0、 U，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否正確并核對改裝的電

5、壓表的示數(shù)是否正確 8R表表nrg，其中，其中n為為 所以所以nrg R表表 對改裝的電壓表進(jìn)行校對時，滑動變阻器為什么采用分壓式接法？對改裝的電壓表進(jìn)行校對時，滑動變阻器為什么采用分壓式接法？ 提示：提示：滑動變阻器采用分壓式，改裝后的電壓表的電壓可以從零開始，電壓滑動變阻器采用分壓式，改裝后的電壓表的電壓可以從零開始，電壓 的變化范圍大的變化范圍大 1在調(diào)節(jié)滑動變阻器在調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使電流表滿偏時，滑動變阻器的阻值要比電流表的內(nèi)的阻值使電流表滿偏時，滑動變阻器的阻值要比電流表的內(nèi) 阻阻rg大得多，一般要求大得多，一般要求R100rg.2實驗時，在實驗時，在R較大情況下為了使電流表滿

6、偏，電源電動勢宜大些較大情況下為了使電流表滿偏，電源電動勢宜大些3閉合開關(guān)閉合開關(guān)S1時，必須先將滑動變阻器時，必須先將滑動變阻器R的阻值調(diào)至最大的阻值調(diào)至最大4閉合開關(guān)閉合開關(guān)S2、調(diào)節(jié)電阻箱、調(diào)節(jié)電阻箱R時，應(yīng)保持滑動變阻器時，應(yīng)保持滑動變阻器R的阻值不變的阻值不變5“半偏法半偏法”測電流表內(nèi)阻的實驗中測電流表內(nèi)阻的實驗中R只能用電阻箱，只能用電阻箱，R可用阻值很大的滑動變可用阻值很大的滑動變 阻器或電阻箱若實驗給出兩個電阻箱，一個阻值較大阻器或電阻箱若實驗給出兩個電阻箱，一個阻值較大(10 k以上以上)，另一個阻，另一個阻 值較小，一定要把阻值大的連到干路值較小，一定要把阻值大的連到干路

7、“半偏法半偏法”測電流表內(nèi)阻時，存在系統(tǒng)誤差當(dāng)測電流表內(nèi)阻時，存在系統(tǒng)誤差當(dāng)S2閉合后，整個電路的總電阻變閉合后，整個電路的總電阻變小，總電流變大，通過電流表的電流為原來的一半，則通過電阻箱的電流就大于小，總電流變大，通過電流表的電流為原來的一半，則通過電阻箱的電流就大于通過電流表的電流即通過電流表的電流即R測測rg.當(dāng)電路中當(dāng)電路中Rrg時，誤差較小，因此要使時，誤差較小，因此要使Rrg，同，同時電源電動勢也應(yīng)適當(dāng)大一些時電源電動勢也應(yīng)適當(dāng)大一些 【例【例1】 用半偏法測量電流表內(nèi)阻的電路如圖用半偏法測量電流表內(nèi)阻的電路如圖1064所示已知電流表的滿偏電流所示已知電流表的滿偏電流Ig100

8、A.(1)有四位學(xué)生對圖中電源電動勢有四位學(xué)生對圖中電源電動勢E及及R1、R2的取的取值提出了下面四個不同的方案值提出了下面四個不同的方案，最佳應(yīng)選擇最佳應(yīng)選擇_ AE3 V，R1為為09 999.9 的電阻箱，的電阻箱，R2為為0999.9 的電阻箱的電阻箱BE3 V，R1為為09 999.9 的電阻箱，的電阻箱，R2為為09 999.9 的滑動變阻器的滑動變阻器CE1.5 V，R1為為0999.9 的電阻箱，的電阻箱，R2為為09 999.9 的電阻箱的電阻箱DE1.5 V，R1為為09 999.9 的電阻箱，的電阻箱，R2為為0999.9 的滑動變阻器的滑動變阻器(2)某同學(xué)在一次實際操

9、作中閉合某同學(xué)在一次實際操作中閉合S1(S2不閉合不閉合)，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏，然后保持使電流表滿偏，然后保持R1不變，閉合不變，閉合S2，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R250 時電流表讀數(shù)為時電流表讀數(shù)為25 A，則此電流表的內(nèi)阻為，則此電流表的內(nèi)阻為_A25 B50 C150 D480 (3)用該電流表改裝成一只兩用表用該電流表改裝成一只兩用表(如圖如圖1065所示所示)，其中，其中AB為改裝后的電流表為改裝后的電流表接線端，已知接線端，已知R10.03 .則改裝后的電流表的量程為則改裝后的電流表的量程為_ A.解析：解析：(1)首先從原理上弄清兩個電阻的作用，首先從原理上弄清兩個電阻的作用，R1是

10、為了使電流表滿偏，而是為了使電流表滿偏，而R2是為是為了測量電流表的內(nèi)阻值，故了測量電流表的內(nèi)阻值，故R2必須是電阻箱，而必須是電阻箱，而R1可為電阻箱也可以是滑動變阻可為電阻箱也可以是滑動變阻器；其次要考慮實驗原理帶來的誤差，要使誤差小，應(yīng)盡可能使器；其次要考慮實驗原理帶來的誤差，要使誤差小，應(yīng)盡可能使R1接入電路的電接入電路的電阻大，則要求電源電動勢大，故選阻大，則要求電源電動勢大，故選A. (2)R2與電流表并聯(lián)，電壓相同，則電流之比與電阻成反比，得出電流表內(nèi)阻為與電流表并聯(lián)，電壓相同，則電流之比與電阻成反比，得出電流表內(nèi)阻為150 .(3)由并聯(lián)電路的規(guī)律可得：由并聯(lián)電路的規(guī)律可得：I

11、I1Ig104 A A0.5 A.答案：答案：(1)A(2)C(3)0.5 【例【例2】 一一毫安表頭毫安表頭mA滿偏電流為滿偏電流為9.90 mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為300 .要求將此毫安表頭要求將此毫安表頭改裝成量程為改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖的電流表，其電路原理如圖1066所示圖中所示圖中A是量程為是量程為2 A的標(biāo)準(zhǔn)電流表，的標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0為電阻箱，為電阻箱，R為滑動變阻器，為滑動變阻器，S為開關(guān)，為開關(guān)，E為電源為電源 (1)完善下列實驗步驟：完善下列實驗步驟：將圖將圖1067實物圖按電路原理圖連線；實物圖按電路原理圖連線；將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至將滑動變阻器的滑動

12、頭調(diào)至_端端(填填“a”或或“b”)，電阻箱，電阻箱R0的阻值調(diào)至零；的阻值調(diào)至零；合上開關(guān)；合上開關(guān)；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1 A；調(diào)節(jié)電阻箱調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會_(填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)；多次重復(fù)步驟多次重復(fù)步驟，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為_，同時毫安表指針滿偏，同時毫安表指針滿偏 (2)回答下列問題：回答下列問題：在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用的阻

13、值讀數(shù)為在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用的阻值讀數(shù)為3.1 ，由此可知毫安表頭，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為的內(nèi)阻為_用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時流過電阻用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時流過電阻箱的電流為箱的電流為_ A.對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個可能影響它的準(zhǔn)確程度的因?qū)τ诎凑找陨喜襟E改裝后的電流表，寫出一個可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素：素：_.解析：解析：由于電路采用限流接法，所以開始時要使變阻器阻值最大，即把觸頭調(diào)至由于電路采用限流接法，所以開始時要使變阻器阻值最大，即把觸頭調(diào)至b端，對于改裝好的電流表它是一個量程為端，對于

14、改裝好的電流表它是一個量程為1 A的電流表，原毫安表與電阻箱并聯(lián)，的電流表，原毫安表與電阻箱并聯(lián)，則則IgRg(1Ig)R，所以，所以Rg 3.1 310 .改裝后的電流表指針半偏，改裝后的電流表指針半偏，說明此時的總電流為說明此時的總電流為0.5 A，所以通過電阻箱的電流為，所以通過電阻箱的電流為0.5 Ig0.495 A. 答案：答案：(1)實物圖連線如下圖所示實物圖連線如下圖所示b減小減小1 A(2)310 0.495例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標(biāo)例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)表和毫安表頭的讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實際電流的大小不成正比等表和毫安表頭的

15、讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實際電流的大小不成正比等 【例【例3】一直流電壓表，量程為一直流電壓表，量程為1 V，內(nèi)阻為內(nèi)阻為1 000 .現(xiàn)將一阻值在現(xiàn)將一阻值在5 0007 000 之之間的固定電阻間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程為求得擴(kuò)大后量程的與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源準(zhǔn)確值，再給定一直流電源(電動勢電動勢E為為67 V，內(nèi)阻可忽略不計內(nèi)阻可忽略不計)，一阻值一阻值R22 000 的固定電阻，兩個單刀開關(guān)的固定電阻，兩個單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線及若干導(dǎo)線(1)為達(dá)到上述目的，將圖為達(dá)到上述目的，將圖1068所示儀器連成一個完整的實驗電路圖所示儀器連成一個完整的實驗電路圖(2)連線完成以后，當(dāng)連線完成以后，當(dāng)S1與與S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當(dāng)；當(dāng)S1閉合，閉合，S2斷斷開時，電壓表的示數(shù)為開時，電壓表的示數(shù)為0.70 V由此可以計算出改裝后電壓表的量程為由此可以計算出改裝后電壓表的量程為_ V，電源電動勢為，電源電動勢為_V. 解析：解析：(1)電路如圖：將電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后與電源連接即可電路如圖：將電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后與電源連接即可(2)設(shè)電源電動