高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 4 多用电表电路分析与设计导学案 沪科版选修3-1-沪科版高二选修3-1物理学案VIP免费

学案4多用电表电路分析与设计[目标定位]1.掌握将小量程电流表改装成大量程电压表的原理，并进行有关计算.2.掌握将小量程电流表改装成大量程电流表的原理，并进行有关计算.一、多用电表测电压电路[问题设计]实验室有一表头G，满偏电流为5mA，电阻为100Ω，现在欲用它作为电压表测量5V的电压，能直接测量吗？若不能，应采取什么措施？答案不能直接测量.由于表头的满偏电压Ug＝IgRg＝0.5V，小于要测量的电压，应给表头串联一分压电阻.[要点提炼]1.小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻.(2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流.(3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压.2.把满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为U的电压表，需将表头串联一个分压电阻，如图1所示.图1(1)由U＝IgRg＋IgRx得Rx＝.(2)改装后的电压表内阻为RV＝Rg＋Rx.3.要改装成双量程电压表，其表头需串联两个电阻，如图2所示.图2二、多用电表测电流电路[问题设计]有一个满偏电流Ig＝50μA、内阻Rg＝1000Ω的电流表，现在想把它改装成一个量程为0～3A的电流表，应如何做？答案利用并联电阻的分流作用，可并联一个分流电阻R，使当表头满偏时，通过表头和R的1总电流为3A.如图所示，根据IgRg＝IR·R，IR＝I－Ig得R＝＝Ω≈0.0167Ω[要点提炼]1.小量程电流表改装成大量程电流表需并联一个分流电阻.2.满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为I的电流表的电路如图3所示.图3(1)由IgRg＝(I－Ig)Rx得Rx＝(2)改装后的电流表内阻为RA＝.3.双量程电流表的电路中需接两个电阻，电路结构如图4所示.图4三、伏安法测电阻[问题设计]电压表、电流表都是由小量程的电流表改装而成，电压表的内阻不是无穷大，电流表的内阻不是零，用伏安法测量电阻R时，电表的内阻对测量结果是否有影响？答案有影响.[要点提炼]1.电流表外接法：如图5甲所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝可知，R测R真(选填“＞”“＜”或“＝”)，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小.因此这种接法适用于测量大(填“大”或“小”)电阻.2一、电压表的改装例1有一个电流计G，内电阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.(1)要把它改装成量程为3V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？(2)若要把它改装成量程为15V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后的电压表的内阻是多大？解析(1)表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03V分压电阻R1两端的电压UR1＝U1－Ug＝2.97V串联电阻的阻值为R1＝＝990Ω改装后的内阻为RV1＝＝Ω＝1000Ω.(2)分压电阻R2两端的电压UR2＝U2－Ug＝14.97V串联电阻的阻值R2＝＝Ω＝4990Ω改装后的内阻RV2＝＝Ω＝5000Ω.答案(1)990Ω1000Ω(2)4990Ω5000Ω二、电流表的改装例2一个电流表的电阻RA为0.18Ω，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度.现将其最大量程扩大为100A，需________联一个________Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示______A；新的电流表的内阻为________Ω.解析扩大电流表的量程，需要并联一个分流电阻，电路如图.分流电阻为R＝＝0.02Ω，扩大后每个刻度表示电流值为：I0＝A＝1A，扩大后电流表的内阻为R与RA的并联电阻：R内＝＝0.018Ω.答案并0.0210.018针对训练有一只满偏电流Ig＝5mA，内阻Rg＝400Ω的电流表G.若把它改装成量程为10V的电压表，应__________联一个________Ω的分压电阻.该电压表的内阻为________Ω；若把它改装成量程为3A的电流表，应________联一个________Ω的分流电阻，该电流表的内阻为________Ω.答案串16002000并0.6680.667解析改装成电压表时应串联一个分压电阻.由欧姆定律得U＝Ig(Rg＋R1)，分压电阻R1＝－Rg＝Ω－400Ω＝1600Ω，该电压表内阻RV＝Rg＋R1＝2000Ω.改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得IgRg＝(I－Ig)R2.分流电阻R2＝Rg＝Ω≈0.668Ω.该电流表...