
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高考物理考点一遍过 考点39 电表改装原理
展开高考物理一轮复习策略
首先,要学会听课:
1、有准备的去听,也就是说听课前要先预习,找出不懂的知识、发现问题,带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐,也更听得进去,容易掌握;
2、参与交流和互动,不要只是把自己摆在“听”的旁观者,而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因,出现了那些似懂非懂、不懂的知识,课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次,要学会记忆:
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类,做成思维导图或知识点卡片,会让你的大脑、思维条理清醒,方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图,思维导图是一种将放射性思考具体化的方法,也是高效整理,促进理解和记忆的方法。最后,要学会总结:
一是要总结考试成绩,通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活
一、表头
常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的,表头是一个小量程的电流表G。
1.表头内阻Rg:指电流表G的内阻,一般为几百欧到几千欧。
2.满偏电流Ig:指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值),一般为几毫安到几十毫安。
3.满偏电压Ug:指电流表G通过满偏电流时它两端的电压,一般为几毫伏到几十毫伏。
由欧姆定律可知:Ug=IgRg。
二、电表的改装
| 改装成电压表 | 改装成电流表 |
内部电路 | ||
改装原理 | 串联分压 | 并联分流 |
改装后的量程 | ||
量程扩大的倍数 | ||
接入电阻的阻值 | ||
改装后的总内阻 | ||
校对电路 | 改装成的电压表 | 改装成的电流表 |
三、欧姆表的原理
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。
外部:接被测电阻Rx。
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2.工作原理:闭合电路的欧姆定律I=。
3.刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)
(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。
一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6 A,面板如图所示,那么它每一小格所对应的电流是_________mA,指针现在的电流示数是_________A。如果这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg=60 Ω,要把这个电流表的量程扩大成3 A,那么应该在Rg上_________联一个电阻RS,RS的大小应是_________;连上RS后,测某一电流,指针仍指到如图所示位置,则该电流是_________A,连上RS后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未连上RS前的_________倍。
【参考答案】20 0.340 并 15 Ω 1.7 5
【详细解析】电流表量程为0.6 A,由图示电流表可知,其分度值为0.02 A=20 mA,电流表示数为0.34 A;把电流表改装成量程为3 A的电流表,要并联一个电阻,并联电阻的阻值R=;电流表改装后其量程为3 A,由图示电流表可知,其分度值为0.1 A,示数为1.7 A;电流表改装前的分度值是0.02 A,改装后的分度值为0.1 A,分度值变为原来的5倍。
1.某同学欲将满偏电流Ig=100 μA、内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表,并对改装表进行校对。
(1)该同学采用“半偏法”利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=6 V)时,先闭合开关S1,调节电位器R,使电流表指针偏转到满刻度,再闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱R′,使电流表指针偏转到满刻度的_________,接着读出此时R′的阻值为198 Ω。则该同学测出的电流表的内阻为Rg=_________Ω。
(2)若要将该电流表改装成量程为10 mA的电流表,需给它_________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为R0=_________Ω的电阻。
(3)把改装好的电流表与标准电流表串联在电路中进行校对。由于(1)中对电流表内阻测定存在系统误差,若改装好的电流表的测量值为I1,标准电流表的测量值为I2,则I1_________I2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)一半 198 (2)并联 2 (3)<
【解析】(1)先闭合开关S1,调节电位器R,使电流表指针偏转到满刻度:再闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱R′,使电流表指针偏转到满刻度的一半,接着读出此时R′的阻值为198 Ω。电流表半偏,流过电阻箱的电流与流过电流计的电流相等,并联电压相等,则电流表的内阻为Rg=R′=198 Ω。
(2)若要将该电流表改装成量程为10 mA的电流表,需给它并联一个分流电阻,并联电阻阻值:R0=。
(3)半偏法测电流表电阻比实际电阻偏小,按照测量值改装电流表时并联的电阻偏小,这个并联的电阻偏小分流大使电流表读数比实际偏小。即I1<I2
2.在如图所示的电路中,小量程电流表的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2=100/999 Ω。当S1和S2均闭合时,改装所成的表是什么表?量程为多大?
【答案】电流表 1 A
【解析】当S1和S2均闭合时,改装所成的表是电流表(安培表)
量程I=Ig+I2=1 000 mA=1 A
实验室有一破损的双量程动圈式电压表,两量程分别是50 V和500 V,其内部电路如图1所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=49.9 kΩ,R1=499.9 kΩ,现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1 mA,内阻为60 Ω;表头G2的满偏电流0.5 mA,内阻为100 Ω,又有两个定值电阻r1=40 Ω,r2=20 Ω,若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则:
(1)原表头G满偏电流Ig=__________,内阻rg=__________。
(2)用于修复电压表的器材有:__________(填器材符号)。
(3)在虚线框中画出修复后的电路。
【参考答案】(1)Ig=1 mA rg=100 Ω
(2)G1 r1
(3)如图所示
【详细解析】(1)由图示电路图可知,电压表量程,
代入数据解得:Ig=1 mA,rg=100 Ω
(2)修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1 mA,阻应为:rg=100 Ω,需要的实验器材为G1、r1
(3)电路图如图所示:
1.(2018·黄陵期末)将一个,的表头改装成一个量程为3 V的电压表,正确的操作应该是
A.加一节电池
B.加两节电池
C.串联一个990欧姆的电阻
D.并联一个990欧姆的电阻
【答案】C
【解析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,根据串联电路的特点,则有:,解得:,C正确,故选C。
2.某同学欲将量程为200 μA的电流表G改装成电压表。
(1)该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是 。(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)
a.记下R2的阻值
b.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度
c.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
(2)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500 Ω,则Rg的阻值大小为 ;(填写字母代号)
A.250 Ω B.500 Ω C.750 Ω D.1 000 Ω
(3)为把此电流表G改装成量程为2.0 V的电压表,应选一个阻值为 Ω的电阻与此电流表串联。
【答案】(1)bda (2)B (3)9 500
【解析】(1)根据电路图判断此为半偏法测内阻,先断开,调节滑动变阻器使电流表达到满偏,即b,然后闭合,调节电阻箱使电流表半偏,即d,记下此时的阻值即电流表内阻,即a。
(2)电阻箱和电流表并联,电流表电流变为一半量程,说明电阻箱分走一半电流,所以二者电流相等,所以电阻相等,选项B对。
(3)电流表改装为电压表,那么改装后的量程,解得串联的电阻。
如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内rg=100 Ω,调零电阻的最大阻值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是
A.30~80 kΩ B.3~8 kω
C.300~800 Ω D.30~80 Ω
【参考答案】B
【详细解析】欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小;欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总,根据闭合电路欧姆定律,满偏时:Ig=,半偏时,Ig=,联立解得:R中=R总=,故选B。
1.(2018·南师大附中模拟)(1)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图,作电流表使用时,选择开关S应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大。
(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙),主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕。
(3)实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为________Ω,这时电压表读数为________V。
(4)请你求出欧姆表内部电源电动势为________V。(保留两位有效数字)
【答案】(1)1 (2)③负 ④×1 k (3)4.0×104 2.20 (4)3.0
【解析】(1)当做电流表使用时,电阻应和表头并联分流,故连接1和2时为电流表,根据欧姆定律可知并联支路的电压相等,并联支路的电阻越大,分流越小,故当接1时量程最大;
(2)③根据“红进黑出”原理,即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极;
④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转,故欧姆表指针偏转很小,说明被测电阻大,档位应提升一级,即换×1 k的测量;
(3)欧姆表的读数为;电压表分度值为0.1 V,故读数为2.20 V;
(4)根据(3)采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为,根据闭合回路欧姆定律可得,解得。
2.一只电流表头,其内电阻Rg=299.7 Ω。当给表头并联上一个阻值为0.3 Ω的电阻后,此电流表量程为I=1 A。
(1)求电流表头的满偏电流;
(2)若把此电流表头改装为一量程为U=3 V的电压表,需给其串联一个多大的电阻?
(3)若用这只电流表头和一节干电池(E=1.5 V,r=0.3 Ω)组装成欧姆表,现有变阻器R1=1 kΩ,R2=1.5 kΩ,应选用哪一个作调零电阻?为什么?
(4)当用这只组装好的欧姆表测某电阻时,欧姆表指针正好指在刻度中央,求被测电阻的阻值是多少?
【答案】(1)1 mA (2)2 700.3 Ω (3)R2 (4)1.5 kΩ
【解析】(1)设表头满偏电流为Ig,则并联电阻电流为(I–Ig)
由Ig×299.7=(I–Ig)×0.3,得Ig=1 mA
(2)需串联的电阻
(3)由得,R=1 200 Ω
故应选R2作为调零电阻
(4)中值电阻等于欧姆表头内阻
由得,中值电阻R中=r+Rg+R==1.5 kΩ
所以被测电阻的阻值是1.5 kΩ
1.电流表的内阻为Rg、满刻度电流为Ig。那么以下结论中
①如并联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为量程是nIg的电流表
②如串联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n+1)IgRg的电压表
③如并联一个阻值为Rg/(n–1)的定值电阻,就可以改装为一个量程是nIg的电流表
④如串联一个阻值为Rg/n的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n–1)IgRg的电压表
A.①③正确 B.②④正确
C.①④正确 D.②③正确
2.(2018·荆门校级期末)如图所示,当a、b间的电压为4 V时,电流表G的指针刚好满偏。当a、b间的电压为3 V时,如果仍要使表头G的指针满偏,下列措施一定可行的是
A.保持R2不变,增大R1
B.保持R2不变,减小R1
C.增大R1,增大R2
D.增大R2,减小R1
3.(2018·西城期末)如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA。下列说法正确的是
A.表头G的满偏电压为500 V
B.使用a、b两个端点时,其量程比使用a、c两个端点时大
C.使用a、b两个端点时,若量程为0~10 V,则R1为9.5 kΩ
D.使用a、c两个端点时,若量程为0~100 V,则(R1+ R2)为95 kΩ
4.如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表,安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它们按图接入电路中,则下列说法正确的是
A.安培表A1的偏转角大于安培表A2的偏转角
B.安培表A1的读数大于安培表A2的读数
C.伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数
D.伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角
5.如图所示,四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大V2的量程,把它们按图接入电路,则
①安培表A1的读数大于安培表A2的读数;
②安培表A1的偏转角小于安培表A2的偏转角;
③伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数;
④伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角;
A.①② B.②③
C.③④ D.④①
6.(2018·荆门校级模拟)一个电流表由灵敏电流表G并联一个分流电阻R组成,如图所示。在核对过程中发现它的示数比标准电流表示数稍大一点,下面办法可以矫正的是
A.在电阻R的支路上串联一个比R小得多的电阻
B.在电阻R的支路上串联一个比R大得多的电阻
C.再并联一个比R小得多的电阻
D.再并联一个比R大得多的电阻
7.两个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表A1、A2。已知电流表A1量程大于A2的量程,改装好后把它们按图接入电路,则
A.电流表A1的读数小于电流表A2的读数
B.电流表A1的读数等于电流表A2的读数
C.电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角
D.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角
8.(2018·西宁四中期中)电流表的内阻是,满刻度电流值是 ,现欲把这电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是
A.应串联一个0.1 的电阻
B.应并联一个0.1 的电阻
C.应串联一个1 800 的电阻
D.应并联一个1 800 的电阻
9.(2018·玉溪联考)某同学完成了电压表的改装后,将改装后的电压表和标准电压表并联,然后接入电路进行测量,发现改装表的示数总比标准表的示数小,为了校准改装表,应
A.增大改装表的串联电阻
B.减小改装表的串联电阻
C.用一个电阻与标准表串联
D.用螺丝刀调整改装表的调零螺丝
10.(2018·湖北校级期中)如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是
A.A1的读数小于A2的读数
B.A1的读数大于A2的读数
C.A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
11.(2018·福州一中期中)一个表头的内阻是40 ,满偏电流为150 mA,若把它改装成量程是24 V的电压表,需要串联一个_______的电阻;若把它改装成量程是12 A的电流表,则改装后的电流表的内阻为________。
12.(2018·南昌十中期中)—电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。要把它改装成量程为3 V的电压表,应__________(填“串联”或“并联”)一个阻值为___________Ω的电阻;要把它改装成量程为0.6 A的电流表,应__________(填“串联”或“并联”)一个阻值为___________Ω的电阻。
13.实验室有一个微安表,标记的满偏电流为,内阻为800 Ω。小明根据实验需要,将此表改装成了一个多用途电表,如图所示,其中定值电阻分别为R1=20 Ω,R2=180 Ω,R3=2 840 Ω。则:
(1)若使用c、d两个接线柱,改装后的电流量程为______mA;若使用a、d两个接线柱,改装后的电压量程为______V。
(2)改装后将开关S1拨到b,用标准电流表对改装表进行校准,若发现改装表的读数总比标准表的示数稍大,说明微安表内阻的真实值_________(填“大于”或“小于”)800 Ω。
14.(2018·宿州联考)一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig=50 μA,表头电阻Rg=1 kΩ,若改装成量程为Im=5 mA的电流表,应________(填“串联”或“并联”)的电阻阻值为___________Ω(保留三位有效数字)。
15.如图为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mA,R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA:若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA。由题给条件和数据,可以求出R1=_______Ω,R2=_______Ω。
16.图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头a的量程为Ig=600 μA,内阻为Rg,图2是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60 mA。图1中分流电阻RP的阻值为_______。在电表改装成后的某次校准测量中,电流表的示数如图所示,由此读出流过电流表的电流为_______mA。此时流过分流电阻RP的电流为________mA(保留一位小数)。
17.(2018·吉林省实验期中)某同学用量程为1 mA、内阻为211 Ω的表头按图示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中和为定值电阻,S为开关。回答下列问题:
(1)开关S闭合时,多用电表用于测量_________(填“电流”、“电压”);
(2)定值电阻的阻值=_____Ω,=_____Ω。(结果取3位有效数字)
18.一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满刻度电流)为Ig=50 μA,表头电阻Rg=1 kΩ,若改装成量程为Im=1 mA的电流表,应并联的电阻阻值为_______Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表,应再串联一个阻值为______Ω的电阻。(结果保留3位有效数字。)
19.(2018·华师大附中押题)某实验小组为了研究多用电表欧姆挡的原理,选用了MF141型多用电表,它的表盘如图1所示。欧姆挡内部电路的一部分如图2所示,电阻R0=4.20 kΩ,RP=3.30 kΩ,表头满偏电流Ig=19 7 μA,内阻rg=457 Ω。虚线框内的电路可等效为一个电流表G,设等效电流表G允许输入的最大电流为IG。
(1)当滑动变阻器的滑动头P在a端时,IG=___μA(计算结果保留三位有效数字);当滑动变阻器的滑动头P从a端滑到b端的过程,滑动变阻器接入电路中电阻如何变化____,虚线框中的总电阻如何变化____。(填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)
(2)如图3甲所示,电源电动势E=1.5 V,内阻r1=0.6 Ω,RG=3.95 kΩ。接入R1对应为多用电表的×1挡。A、B两个表笔中____是黑表笔,红黑表笔短接进行调零后(即调节P的位置),虚线框内的等效电阻为____Ω。
(3)如图3乙所示,将电阻R1换成电阻R2,对应为多用电表的×10挡,则R1与R2相比应有R2___R1(填“大于”、“等于”或“小于”)。在完成第(2)问的调零后,将多用电表由×1档换为×10挡后,重新进行调零时,应将P向____端滑动。(填“a”或“b”)
(4)如图4所示为该多用电表的×1 k挡的电路。其中电源电动势E2=10.5 V,内阻r2=5 000 Ω,R1=38 kΩ。将红黑表笔短接,进行电阻调零后,虚线框内的总电阻应为____kΩ。
20.一只量程为15 V的电压表,串联一个3 kΩ的电阻后,再去测量实际电压为15 V的路端电压时,电压表示数为12 V,那么这只电压表的内租是_______kΩ。用这串联着3 kΩ电阻的电压表测量某段电路两端电压时,如果电压表的示数为4 V,则这段电路的电压实际为_________V。
21.(2018·衡阳一中期中)一灵敏电流计,允许通过的最大电流为Ig=1 mA,表头电阻Rg=500 Ω,若改装成量程为Um=5 V的电压表,应串联的电阻阻值为______Ω。若将改装后的电压表再改装成量程为Um=50 V的电压表,应再串联一个阻值为_______Ω的电阻。
22.把电流表改装成电压表的实验中所用电流表G的满偏电流Ig=200 μA,内阻估计在400~600 Ω之间。
(1)按图测定电流表G的内阻Rg,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:
A.滑动变阻器(阻值范围0~200 Ω)
B.滑动变阻器(阻值范围0~1 750 Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99 999 Ω)
E.电源(6 V,内阻不计)
F.电源(12 V,内阻不计)
按实验要求,R最好选用______,R′最好选用_____,E最好选用_____。(填入选用器材的字母代号)
(2)假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500 Ω,现在通过串联一个24.5 kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,此电压表的量程为__________。
(3)图是测定未知电阻Rx的电路图,图是电路中所需要的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表),请按电路图画出连线,将所示器材接成实验电路。
(4)测量时,电流表的读数为0.20 A,而改装后的电压表的表头读数如图所示,那么Rx的阻值等于________Ω。
23.(2018·长安一中期中)某同学组装一个多用电表。可用的器材有:微安表头(量程100 uA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值R1=______Ω;R2=______Ω(结果保留到个位);
24.类比和迁移是重要的物理学习方法。请根据学习过的把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理,试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。如图所示电路中,电源电动势为E=1.5 V、内阻r=1.5 Ω,待改装的电流表满偏电流为Ig=10 mA、电阻为Rg=7.5 Ω,A、B为接线柱,R1为可变电阻。
(1)用一条导线把A、B直接连起来,调节电阻R1=_______Ω时,电流表达到满偏电流。
(2)保持R1阻值不变,在A、B之间接入电阻R1=________Ω时,电流表的电流为5 mA。
(3)把任意电阻R接在A、B之间,若电流表读数为I,则I、R的对应关系式为R=______________。
(4)由此发现在A、B之间接入阻值不同的电阻,电流表读数不同。若在电流表刻度线上直接标注相应电阻值,则可直接读出A、B之间接入的电阻值,电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。电流表“10 mA”刻度线标为_______Ω;“5 mA”刻度线标为_______Ω;为了操作方便在A、B处用红、黑表笔接出,其中红表笔应接在_______处。
(5)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的操作是___________,这项操作叫“欧姆调零”。
(6)下图是一块多用电表的表盘,某次测量电阻选择“×10”挡位,指针示数如图所示,此被测电阻的阻值为______Ω。
25.(2018·广西联考)某同学欲将电流表改装为两用电表,即中央刻度为15的“×1”挡的欧姆表及量程为0~12 V的电压表,实验室可提供的器材有
A.一节全新的5号干电池E(内阻不计)
B.电流表A1(量程0~100 mA,内阻为2.5 Ω)
C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻为0.2 Ω)
D.滑动变阻器(0~30 Ω)
E.滑动变阻器(0~3 Ω)
F.定值电阻(117.5 Ω)
G.定值电阻(120 Ω)
H.定值电阻(120 Ω)
L.单刀双掷开关S,一对表笔及若干导线
(1)图中A为_______(选填“红”或“黑”)表笔,测量电压时应将开关S扳向______(选填“1”或“2”);
(2)电流表应选用________(选填“B”或“C”),滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”),定值电阻R应选________(选填“F”、“G”或“H”)。
(3)在正确选用器材的情况下,正确连接好实验电路若电流表满偏电流为,则电阻刻度盘上指针指在处应标上_______(填写具体数值)。
26.(2018·铁人中学期中)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
(1)实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号);
A.合上开关S2
B.分别将R1和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终示数
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终示数为r
E.合上开关S1
F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(3)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出需在G2上并联的分流电阻Rs的表达式,Rs=________。
27.如图所示,一个有3 V和30 V两种量程的电压表,表头内阻为15 Ω,满偏电流为1 mA,求R1、R2的阻值各为多大?
28.(2017·新课标全国Ⅲ卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。(结果均保留3位有效数字)
29.(2016·海南卷)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=_______Ω,R2=_______Ω,R3=_______Ω。
(2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近_______(填“M”或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值_______(填“大于”或“小于”)900 Ω。
2.A【解析】若保持R2不变,增大R1,则G和R1并联支路的的电阻变大,电压会变大,则可使得表头G的指针满偏,选项A正确,B错误;若增大R1,增大R2,则由于G和R1并联支路的的电阻和R2的电阻都变大,则G和R1并联支路的分压不一定变大,则电流表G不一定满偏,选项C错误;若增大R2,减小R1,则G和R1并联支路的电阻减小,分压减小,则电流表G一定不能满偏,选项D错误;故选A。
4.BD【解析】两电流表表头并联,电压相同,电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,A错B对。两电压表串联,通过表头电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,C错D对。
5.D【解析】A1,A2两个安培表并联,所以加在两表头的电压相同,所以流过两表头电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,①对②错。V1V2两个伏特表串联,电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,③错④对。
6.D【解析】电流表示数示数比标准电流表示数稍大一点,说明所并联电阻的分流太小,则分流电阻阻值偏大,让分流电阻变的稍小些即可;在电阻R的支路上串联一个比R小得多的电阻,分流电阻变大,故A错误;在电阻R的支路上串联一个比R大得多的电阻,分流电阻变大,故B错误;再并联一个比R小得多的电阻,分流电阻将变得太小,故C错误;再并联一个比R大得多的电阻,分流电阻稍变小,故D正确;故选D。
7.C【解析】A1与A2并联,电压相同,由于A1量程大于A2,说明A1的内阻小于A2的内阻,故通过A1的电流大于A2,所以A对B错.将小量程电流表表头改装成较大量程的电流表,都是并联小电阻,因此两表头仍为并联关系,通过表头的电流相等,所以表头指针偏转相同,故正确答案选C。
8.C【解析】改装成电压表要串联电阻分压,串联电阻阻值:,故选项C正确,选项ABD错误。
9.B【解析】电压表的示数偏小,说明通过改装表的电流过小,所串联的电阻阻值R=–Rg太大,应减小串联电阻的阻值,故B正确。故选B。
11.120 0.5
【解析】把电流表改装成量程24 V的电压表需要串联一个分压电阻,串联电阻阻值为:;若把它改装成量程是12 A的电流表,则改装后的电流表的内阻为:。
12.串联 990 并联
【解析】据串联分压知,要将电流表G改装成电压表应串联一个电阻,且串联电阻的阻值。据并联分流知,要将电流表G改装成电流表应并联一个电阻,且并联电阻的阻值。
13.(1)10 3 (2)小于
【解析】(1)若使用c、d两个接线柱,则R2与表头串联后再与R1并联,根据串并联电路的规律可知:电流表偏满时总电流;若接ad两接线柱,则R1与R2串联后与电流表并联,再由R3串联,则由串并联电路规律可知,当表头满偏时,总电压为:;学科#网
(2)若发现改装表的读数总比标准表的示数稍大,则说明根据电流表分流较多,故其电阻应小于计算值800 Ω。
【名师点睛】对于电表的改装一定要注意明确电表原理同时应熟练掌握串并联电路特点及欧姆定律,同时还要灵活运用控制变量思想结合欧姆定律是进行误差分析的关键。
14.并联 10.1
【解析】把电流表改装成5 mA的电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值:。
15.15 35
【名师点睛】电流表量程的改装关键是电压相等,各支路电流之和等于总量程。若量程扩大N倍,则并联一个阻值为Rg的电阻。
16.(1) (2)49.5 49.0
【解析】(1)由于Rg和RP并联,由IgRg=IRRP和I=Ig+IR
得:RP=
(2)由图2知流过a电流表的电流I'为49.5 mA;设此时流过表头的电流为I'g,流过RP的电流为I'R,∵加在表头和RP上的电压相等,故有I'gRg=I′RRP①,I'=(I'g+I'R)②
由①②联立得:I'R=49.005 mA≈49.0 mA
17.(1)电流 (2)789 1.00
【解析】(1)开关S闭合时,并联分流电阻电流量程扩大,是电流表;
(2)开关S断开时,电压量程为1 V,故:
;
18.52.6 9.95×103
【解析】灵敏电流计改装成大量程的电流表需要并联一个电阻起到分流作用,R并=/(Im–Ig)=52.6 Ω。改装成大量程的电压表需要并联一个大电阻起到分压作用,R串=(Um–IgRg)/Ii=9.95×103。
19.(1)373 逐渐减小 逐渐减小 (2)B 39.5 (3)大于 a (4)40
(3)将电阻R1换成电阻R2,对应为多用电表的×10挡,中值电阻为400 ,即两种情况下虚线框内的等效电阻后面的更大,所以,由于,欧姆调零即电流表满偏,所以滑动变阻器与向a端移动;
(4)该多用电表的×1 k挡的电路由图1可知,多用电表的中值电阻为40 000 中值电阻为欧姆表的内阻,即为虚线框内的总电阻。
20.12 5
【解析】设电压表内阻为,则①,由①得=12 kΩ,设实际电压为,则②,由②得=5 V。
21.4 500 45 000
【解析】把电流表改装成5 V的电压表需要串联电阻阻值:,把电流表改装成50 V的电压表需要串联电阻阻值:。学科%网
22.(1)D C F (2)5.0 V (3)电路连接见解析 (4)15
(3)实物图连接时由电源正极到负极,先干路再支路,先串联再并联,连接如图:
(4)改装后的电压表量程为5.0 V,即最小刻度为0.5 V,由。
【名师点睛】中等难度。电表改装之后,表头的三个参量、和是不变的,量程发生了变化是因为有电阻分了电压或电流.电表的改装本质上是电阻的串、并联问题,进行计算时只要把表头G看成一个电阻即可,切记通过表头的满偏电流是不变的。
23.(1)如图所示 (2)100
【解析】(1)微安表并联一个小电阻改装成大量程得电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表。改装图如图所示:
(2)当接*、a接线柱时当电流表用,根据并联电路特点得:IgRg=(I–Ig)R1
代入数据解得:
当接*、b接线柱时当电压表用,根据串联电路得特点得:IgRg+IR2=U
解得:
24.(1)141 (2)150 (3)或或 (4)0
150 A (5)将红、黑表笔短接,调节可变电阻R1,使电流表指针指到0 Ω (6)260 Ω
(3)把任意电阻R接在A、B之间,若电流表读数为I,则I、R的对应关系式为即:;
(4)电流表“10 mA”刻度线标为0 Ω;“5 mA”刻度线标为150 Ω;为了操作方便在A、B处用红、黑表笔接出,其中红表笔应接在A处。
(5)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的操作是将红、黑表笔短接,调节可变电阻R1,使电流表指针指到0 Ω,这项操作叫“欧姆调零”。
(6)被测电阻的阻值为26 Ω×10=260 Ω。
25.(1)黑 2 (2)B D F (3)45
【解析】(1)图中A内部与电源的正极相连,则为黑表笔;电流计与定值电阻串联为改装后的电压表,则测量电压时应将开关S扳向2;
(2)电流表应选用量程较小的B;电路中的最小电阻为,则滑动变阻器应选用D;定值电阻,则R应选F。
(3)当电流计满偏时:;当指针指到时:,解得Rx=3R=45 Ω。
26.(1)BEFADC (2)相等 (3)
27.2 985 Ω 27 000Ω
【解析】由题意知,Rg=15 Ω,Ig=1 mA=1×10–3 A,U1=3 V,U2=30 V
R1=–Rg=(–15) Ω=2 985 Ω
当量程为30 V时,Rg+R1相当于表头。
R2=–(Rg+R1)=[–(15+2 985)] Ω=27 000 Ω
28.(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA(或1.48 mA) 1 100 Ω 2.95V
【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
(3)B端与“2”相连时,是量程较小的电流表,所以;B端与“4”相连时,是量程较小的电压表,所以。
(4)若此时B端与“1”相连,多用电表是量程为2.5 mA的电流表,则读数为1.47 mA;若此时B端与“3”相连,多用电表是欧姆×100 Ω挡,则读数为1 100 Ω;若此时B端与“5”相连,多用电表是量程为5 V的电压表,则读数为2.95 V。
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同。
29.(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于
(2)电压表与改装电表并联之后,电阻小于2 500 Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻。
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,使并联部分分压为零,起到保护作用。
(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际电阻偏大,故表头G内阻的真实值大于900 Ω。
【名师点睛】本题考查了求电阻阻值、实验器材的选择、电路故障分析,知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
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