2024-2025學年初中物理電學同步專題點撥與強化專題25電流表和電壓表的改裝含解析

Page1專題25電流表和電壓表的改裝學問點剖析1.小量程的電流表G（表頭）表頭的三個主要參數(shù)①內(nèi)阻Rg：小量程電流表G的電阻；②滿偏電流Ig：小量程電流表G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流；③滿偏電壓Ug：小量程電流表G通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓；依據(jù)部分電路歐姆定律可知，滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug滿意關系：Ug=IgRg留意：靈敏電流計的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug一般比較小，若通過電流計的電流大于Ig，電流表會被燒壞2.小量程電流表改裝成電壓表或大量程電流表（1）將滿偏電壓為Ug、內(nèi)阻為Rg的小量程電流表改裝成量程為U的電壓表，須要串聯(lián)一個電阻。（2）將滿偏電流為Ig、內(nèi)阻為Rg的小量程電流表改裝成量程為I的電流表，須要并聯(lián)一個電阻。（3）小量程電流表改裝成電壓表或大量程電流表的比較：改裝成電壓表改裝成電流表內(nèi)部電路作用分壓分流改裝時須要串聯(lián)或并聯(lián)的電阻的阻值電表的總內(nèi)阻留意：關于電表改裝的幾點說明1.電表改裝事實上是串、并聯(lián)電路中電流、電壓的計算問題，只要把表頭看成一個電阻Rg即可。2.無論表頭改裝成電壓表還是電流表，它的三個參量Ug、Ig、Rg是不變的。3.改裝后的電壓表量程越大，則內(nèi)阻越大；改裝后的電流表量程越大，則內(nèi)阻越小。例題賞析1．如圖所示是汽車油量表工作原理的示意圖，圖中油量表實質(zhì)是一個電流表，當油量削減時電路中R接入電路的電阻______，油量表的示數(shù)______（填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】變大變小【解析】[1][2]由圖可知，當油量削減時，浮標下降，浮標推動指針上移，滑動變阻器連入電路的電阻變大，依據(jù)可知，電路中的電流變小，即油量表的示數(shù)變小。2．已知電流表G的滿偏電流（即電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流）為1mA，內(nèi)阻600Ω，現(xiàn)將其與肯定值電阻R1串聯(lián)改裝成量程為15V的電壓表，如圖a所示。(1)求電流表G指針滿偏時，它兩端電壓為多少？(2)求改裝后的電壓表電阻RV的大?。?3)如圖b所示，將改裝后的電壓表接入電路，電源電壓15V不變，電阻R2=6000Ω，變更接入的可變電阻大小，使電壓表示數(shù)為5V，求此時可變電阻大小以及加在電壓表內(nèi)部表頭G兩端的電壓?！敬鸢浮?1)0.6V(2)1.5×104Ω(3)3750Ω，0.2V【解析】(1)由得，電流表的滿偏電壓為(2)改裝后的電壓表電阻RV的大小為(3)由如圖b可知，RV與R1并聯(lián)后再與R2串聯(lián)，此時電壓表的示數(shù)U1=5V，則電壓表和R1兩端電壓均為5V，此時通過電壓表的電流電阻R2兩端的電壓通過R2的電流即干路電流為則通過可變電阻R1的電流為此時可變電阻R1的阻值為則原電流計G兩端的電壓答：(1)求電流表G指針滿偏時，它兩端電壓為0.6V；(2)改裝后的電壓表電阻RV的大小為1.5×104Ω；(3)可變電阻大小為3750Ω，加在電壓表內(nèi)部表頭G兩端的電壓0.2V。3．有一個量程為0~1mA的小量程電流表G，內(nèi)阻Rg=30Ω，選擇肯定值電阻R0與它并聯(lián)起來，如圖所示。將A、B兩端接入電路（圖中I表示電流表G與電阻R0并聯(lián)后的總電流）。(1)調(diào)整電路，使電流表的指針指在最大刻度處（即1mA），這時電流I為0.6A，求電阻R0的值（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）；(2)接著調(diào)整電路，使電流表的指針指在刻度盤中心（即0.5mA），此時電流I變?yōu)槎嗌伲俊敬鸢浮?1)0.05Ω(2)0.3A【解析】(1)電流表兩端電壓電流表G與電阻R0并聯(lián)，故R0兩端電壓U0=Ug=0.03V通過R0的電流R0的阻值為(2)電流表的示數(shù)為0.5mA時，Rg兩端電壓R0兩端電壓通過R0的電流干路中總電流為答：(1)電阻R0的值為

0.05Ω；(2)接著調(diào)整電路，使電流表的指針指在刻度盤中心（即0.5mA），此時電流I變?yōu)?.3A。4．如圖甲所示是某電子秤原理圖。托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動，R是一根長為10cm的勻稱電阻絲。空盤時，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時，滑片P位于R的最下端，R最大阻值為40Ω，電源電壓恒為3V。圖乙是托盤所受壓力F與彈簧形變量的變更關系圖像。請完成以下問題：(1)圖甲中的“質(zhì)量表”是用什么電學儀表改裝的？(2)空盤時，閉合開關S，若電路中的電流為0.3A，求R0的阻值；(3)當電路中電流為0.1A時，求托盤內(nèi)物體的質(zhì)量。（g取10N/kg）【答案】(1)電流表；(2)；(3)【解析】(1)圖中質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，由電流表改裝的。(2)空盤時，電路為R0的簡潔電路，則R0的阻值(3)當電路中電流為0.1A時，電路中的總電阻滑動變阻器接入電路中的電阻R是一根長為10cm的勻稱電阻絲，且最大阻值為40Ω，彈簧的壓縮量由圖乙可知托盤受到的壓力，則物體的質(zhì)量5．試驗室做電學試驗用的電壓表事實上是用小量程的電流表改裝而成的。如圖甲是一個滿偏電流值為Ig=3mA的電流表，其內(nèi)阻Rg=20Ω。在電路中，等效于一個定值電阻Rg與能顯示電流的表盤G串聯(lián)在一起（如圖乙），同樣遵從歐姆定律。(1)當有電流通過時，電流可以從表盤G上讀出，這時兩接線柱AB之間有肯定的電壓，此時小量程電流表事實上也可以當成一個小量程的電壓表。此電壓表的最大測量值是多少？(2)如圖丙所示，若將這個小量程電流表串聯(lián)一個定值電阻RA后，在AB之間加上3V電壓時，通過表盤G的電流達到最大值3mA，這樣AB之間就相當于一個量程為0~3V的電壓表，求串聯(lián)的定值電阻RA的大小；(3)求假如再串聯(lián)一個阻值為5000Ω的定值電阻Rg，則AC之間就相當于一個量程多大的電壓表？【答案】(1)；(2)；(3)0~18V【解析】(1)最大測量值(2)A、B之間的總電阻串聯(lián)電阻(3)最大測量值即A、C之間就相當于一個量程為0~18V的電壓表。答：(1)圖乙中電壓表的最大測量值是0.06V；(2)圖丙中，串聯(lián)的定值電阻RA的大小為980Ω；(3)求假如再串聯(lián)一個阻值為5000Ω的定值電阻Rg，則A、C之間就相當于一個量程為0~18V的電壓表。6．圖示為“探討小燈泡燈絲的阻值變更特點的電路圖．試驗所選用的器材均能符合試驗要求，其中部分器材的規(guī)格如下：小燈泡額定電壓3.8V,額定電流0.32A）；電壓表（量程3V，內(nèi)阻3000Ω）；電流表（量程500mA，內(nèi)阻0.5Ω）,定值電阻R0（限值1000Ω）．按電路圖連接好電路，閉合開關，調(diào)整滑動變阻器的滑片至某一位置時，發(fā)覺電壓表的示數(shù)為2.7V,電流表的示數(shù)為315mA．求此時（1）小燈泡兩端的電壓;（2）通過小燈泡的電流;（3）小燈泡燈絲的阻值．【答案】（1）3.6V（2）314.1mA（3）11.461Ω【解析】由圖可知：這是一個混聯(lián)電路，電壓表和定值電阻R0串聯(lián)后，分別和小燈泡L以及滑動變阻器R的右半部分并聯(lián)后又與滑動變阻器R的左半部分串聯(lián)；電流表是測小燈泡L所在支路和電壓表及定值電阻R0所在支路兩條支路的總電流．（1）電壓表和定值電阻R0串聯(lián)，，電壓表的示數(shù)為2.7V，所以定值電阻R0的電流則定值電阻R0的電壓依據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點，所以小燈泡兩端的電壓為3.6V；（2）電流表的示數(shù)為315mA，定值電阻R0的電流為0.0009A=0.9mA，依據(jù)并聯(lián)電路的電流特點，所以通過小燈泡的電流（3）小燈泡燈絲的阻值7．試驗室運用的電壓表是由小量程的電流計改裝而成的,圖中G就是一個小量程的電流計,其內(nèi)阻為Rg,當它指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時通過的電流叫滿偏電流Ig,此時加在它兩端的電壓叫滿偏電壓Ug,已知電壓表的內(nèi)阻Rg=100Ω,滿偏電流Ig=1mA．假如運用a和b兩接線柱時,可改裝成量程為3V的電壓表V1;假如運用a和c兩接線柱時,可改裝成量程為15V的電壓表V2,如圖甲所示．求:(1)滿偏電壓Ug__;(2)定值電阻R1、R2的阻值__、__;(3)為了檢驗改裝后的電壓表是否精確,小華利用如圖乙所示的電路進行檢查,當標準電壓表V的示數(shù)為2.4V時,電流計的指針應指在多少毫安處才能說明改裝后的電壓表是精確的__?【答案】（1）0.1V；（2）12000歐；（3）0.8mA【解析】（1）依據(jù)可得，滿偏電壓為：（2）依據(jù)題意得，接ab時，量程為3V，電流為1mA，依據(jù)歐姆定律可得R1的阻值為：；接ac時，量程為15V，電流為1mA，依據(jù)歐姆定律可得R2的阻值為：；（3）依據(jù)圖乙可知，標準電壓表V與改裝電壓表是并聯(lián)，標準電壓表示數(shù)為2.4V，說明電流計和定值電阻R1兩端的總電壓為2.4V；通過電流計的電流為：．即電流計的指針應指在8毫安處．8．實際測量中運用的大量程電流表是由小量程電流表改裝而成的．圖中G是滿偏電流（即小量程電流表允許通過的最大電流）Ig=1mA的電流表，其電阻Rg=100Ω，圖為某同學改裝后的電流表電路圖，R1、R2為定值電阻．若運用a和b兩個接線柱時，電表的量程為3mA；若運用a和c兩個接線柱時，電表的量程為10mA，求R1，R2的阻值．【答案】R1=15Ω，R2=35Ω【解析】（1）若運用a和b兩個接線柱時，電阻R1、R2串聯(lián)后再與靈敏電流表G并聯(lián)，所以依據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知：UG=U串=IGRG=1×10-3A×100Ω=0.1V，電表的量程為3mA，所以通過R1、R2支路的電流為I12=I-IG=3mA-1mA=2mA，R1、R2的總電阻………….①（2）若運用a和c兩個接線柱時，靈敏電流表G和R2串聯(lián)以后再和R1并聯(lián)，所以依據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知：UG′+U2=U1，Ig（Rg+R2）=I1R1=（I′-Ig）R10.001A×（100Ω+R2）=（0.01A-0.001A）×R1……….②解得：R1=15ΩR2=35Ω答：電阻R1、R2分別為15Ω、35Ω．9．如圖所示虛線框內(nèi)的電路，G為小量程電流表，Ro為定值電阻，電源電壓為1.5V，A、B為兩個表筆（相當于兩根導線），分別與框內(nèi)的電路相連．現(xiàn)將兩個表筆A、B干脆連接起來，調(diào)整滑動變阻器使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最大位置處（滿偏），此時電路中總電阻為150Ω，此后始終保持滑片P位置不變．（1）求當電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最大位置處時電流的大?。?）若A、B與一個電阻R1兩端相連，電流表的指針恰好指在刻度盤的中心刻度（即電流為滿偏電流的一半），求R1的阻值大小．（3）若A、B間所接的電阻為Rx，試推導出Rx的表達式（用電流表的讀數(shù)I及所給已知量表示）．【答案】(1)0.01A(2)150Ω(3)1.5V/I-150Ω【解析】(1)I1="U/R"=1.5/150Ω=0.01A(2)I2=0.005AR總=U/I2=1.5V/0.005=300ΩR1=R總-R=300Ω-150Ω=150Ω(3)由歐姆定律得：I=U/(Rx+R)，所以，Rx="1.5V/I"-150Ω10．用毫安表測電壓如圖甲，虛線框表示的是一個由毫安表（屬于電流表）改裝成的電壓表，a、b屬于電壓表的兩個接線柱。已知毫安表的量程為Ig，電阻為Rg：(1)此電壓表所能測的最大電壓U，則與毫安表相串聯(lián)的電阻Rx＝___________；(2)若Ig＝5mA，Rx＝2.8kΩ，圖乙毫安表的表盤上已標出了15V的位置，請在表盤上標出3V、10.5V的位置；(3)若在運用中發(fā)覺電壓表的示數(shù)總比正確值稍小一些，則應采納以下_________方法予以改進（只有一個選項正確，選填相對應的字母）。A．在Rx上串聯(lián)一個比Rx小得多的電阻B．在Rx上串聯(lián)一個比Rx大得多的電阻C．在Rx上并聯(lián)一個比Rx小得多的電阻D．在Rx上并聯(lián)一個比Rx大得多的電阻【答案】D【解析】(1)[1]將電流表與Rx串聯(lián)改裝成的電壓表，已知毫安表的量程為Ig，電阻為Rg，此電壓表所能測的最大電壓U，則有所以(2)[2]圖乙毫安表的表盤上已標出了15V的位置，即其量程是0～15V，有5大格，每一大格是3V，其中有10個小格，所以分度值是0.3V，則3V在第一大格的位置，10.5V在第三大格和第四大格中間的位置，如圖所示：(3)[3]若在運用中發(fā)覺電壓表的示數(shù)總比正確值稍小一些，則是通過此電壓表的電流稍小了，要讓電流稍大一點，則應減小總電阻，給Rx并聯(lián)一電阻可達到要求，若并聯(lián)一比Rx小得多的電阻，其并聯(lián)值會比并聯(lián)的電阻阻值還要小，電流增加太多，故應并聯(lián)一比Rx大得多的電阻可使總電阻稍變小，滿意要求。故選D。11．電學試驗中運用的電流表和電壓表都是由小量程電流表G（如圖甲）改裝而成的，從電路的角度看，表頭就是一個電阻，同樣遵從歐姆定律。電流表G的電阻Rg叫做電流表內(nèi)阻，指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流Ig叫做滿偏電流，加在它兩端的電壓Ug叫做滿偏電壓。則：（1）電流表G的滿偏電壓Ug為________。（2）如圖所示，有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=10Ω，滿偏電流為30mA，如圖乙將電流表G串聯(lián)一個電阻R為_______Ω后，就將它改裝成了一個量程為3V的電壓表。（3）將該電流表G改裝成了一個量程為0.6A的電流表，應_______（選填“串聯(lián)”或者“并聯(lián)”）一個R'=______Ω的電阻。（結(jié)果保留2位小數(shù)）【答案】IgRg90并聯(lián)0.53【解析】(1)[1]由知道，電流表的滿偏電壓：Ug=IgRg；(2)[2]由于內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為30mA，由歐姆定律滿偏電壓是：Ug=IgRg=0.03A×10Ω=0.3V電流表滿偏電壓為0.3V，若將該電流表G改裝成了一個量程為3V的電壓表，依據(jù)串聯(lián)分壓知道，須要應串聯(lián)一個電阻R；分去的電壓是：UR=3V-0.3V=2.7V；由于R的電壓是電流表內(nèi)阻電壓的倍，依據(jù)分壓原理知道，R的電阻應是：9×10Ω=90Ω；(3)[3]由于滿偏電流為30mA，所以，依據(jù)并聯(lián)分流知道，須要應并聯(lián)一個電阻R'；[4]依據(jù)并聯(lián)分流知道，通過并聯(lián)一個電阻R'的電流是：IR=I-Ig=0.6A-0.03A=0.57A，由歐姆定律，電阻R'的阻值是：。12．如圖所示，是紅星中學九年級物理課外實踐活動小組設計的風力測量儀的電路示意圖．其電源電壓U=6V，電路愛護電阻R1=2Ω，勻稱電阻絲的阻值R2=3Ω，金屬絲（電阻忽視不計）的上端固定在0點，下端系有一塊塑料片A，當風從右向左吹動塑料片時，金屬絲向左搖擺并與電阻絲保持良好的接觸，風力表由電壓表改裝而成．（1）無風時，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？（2）風力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是