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1、 1 对 1 个性化辅导1教 师: 初(高) 学生: 上课时间 2012 年 月 日阶 段: 基础（） 提高（） 强化（ ） 课时计划 共 次课 第 次课教学课题: 电表的改装教学目标: 熟悉电表改装的原理教学重难点：重点：分压与限流、内接与外接难点：仪器的选择、误差的分析教学过程知识透析考点突破典例分析巩固提高课后作业一道高考电学实验题教学反思家长建议家长签名： 1 对 1 个性化辅导2电表电阻的测量知识透析一、电表的改装（一）电流表 G 改装成电压表1.原理：电流表（表头）串联一个较大的电阻.2.串联电阻的阻值：设表头的满偏电流为 Ig，内阻为 Rg，满偏电压为 Ug，若改装后的量程为 U
2、，根据串联电路的特点，则串联的电阻为 R=U= I-Rg.3.改装后的电压表内阻 RV=Rg+R= .【例 1】 两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别是 5 V、15 V，为了测量 1520 V 的电压，把甲、乙两个电压表串联使用，则两表的（ ）A.读数相同 B.指针偏转角度相同C.读数正比于表的内阻 D.指针偏转角度正比于表的内阻（二）电流表 G 改装成大量程的电流表1.原理：电流表（表头）并联一个小电阻.2.并联电阻的阻值表头的满偏电流为 Ig，内阻为 Rg，满偏电压为 Ug，改装后的量程为 I，根据并联电路的特点，有：R （I-I g） =IgRg=Ug，则并联的
3、电阻为 R= I.3.改装后的电流表内阻 RA= g.【例 2】如图 10-3-15 所示电路，将两个相同的电流表分别改装成 A1（03 A）和 A2（00.6 A）的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流 .则下列说法中正确的是（ ）图 10-3-15A.电流表 A1 的指针半偏时，电流表 A2 的指针也半偏B.电流表 A1 的指针还没有满偏，电流表 A2 的指针已经满偏C.电流表 A1 的读数为 1 A 时，电流表 A2 的读数为 0.6 AD.电流表 A1 的读数为 1 A 时，干路中的电流 I 为 1.2 A二、伏安法测电阻1.原理：伏安法测电阻的原理是欧姆定律，只要测出通过待测电
4、阻的电流和两端的电压，然后根据 R=U/I 就可得到待测电阻的阻值.2.电路：测量电路有电流表外接法图 10-3-1（a ） 和电流表内接法图 10-3-1（b） 两种选择. 1 对 1 个性化辅导3图 10-3-1（1）内接法：如图所示，待测电阻的测量值 ：R测显然 所以ARARAxUURII测测 测 测 x测 xAR测当 时， ，系统的相对误差很小，可以忽略不计，所以内接法适用于测量高阻值电xAx测阻。（2）外接法：如图所示，待测电阻的测量值 ：R测VxVRURII测 测测 测显然有： 所以 当 时， ，x测1VxVR测 测 测测 xV0xR，系统的相对误差忽略，所以外接法适用于测量低阻值
5、电阻。xR测【例 3】某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V 的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺） 、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上， 并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物。（2）实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；图 14 图 15 测 x测 VVIVIRA 1 对 1 个性化辅导4读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_ ，合上开关，重复 的操作。（3）该小组测得电流
6、与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图 15 的关系图线，其斜率为_A-1m-1(保留三位有效数字 )；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 _的电阻之和。（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 16 所示。金属丝的直径是_。图 15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_,其数值和单位为_（保留三位有效数字） 。 三、多用电表的使用1.多用电表是可测电压、电流、电阻等物理量的仪器.2.（1）多用电表在进行测量之前，应先使红、黑表笔分别插在“+、-”插孔内，若指针没有指在左端零刻度处，还应用螺丝刀使指针指在左端零刻度处（机械调零）.（2）用多用电表测电压（
7、或电流）时，应把选择开关旋到电压挡（或电流挡） ，并选好量程，然后使红、黑表笔与有关用电器并联（测电压）或串联（测电流）.（3）用多用电表测电阻时，应把选择开关旋到欧姆挡，测量电阻前，应先调零，再进行测量.调零的方法是使红、黑表笔直接接在一起，调整调零旋纽，使指针指到表盘最右端电阻零刻度处.若需要换量程进行测量，则也要先调零再测量.【例 4】如图 10-3-10 所示的电路为欧姆表原理图，电池的电动势为 E=1.5 V，内电阻不计，G 为电流表，满偏电流为 200 A.当调好零后，在两表笔间接一被测电阻 Rx 时，电流表 G 指针示数为 50 A.那么 Rx 的值是（ ）图 10-3-10A.
8、7.5 k B.22.5 k C.15 k D.30 k把握要点考点一： 电表的改装（1）电流表 G 改装成电压表.根据串联电路的分压原理，当表头串联一个较大的电阻时，就能把表头改装成测较大电压的电压表.当改装成量程为 U 的电压表时，根据串联电路的特点，串联的电阻所分的电压为 U-Ug，由于 Ug 很小，那么改装后的量程 U 越大，串联的电阻所分的电压也越大.串联的电阻阻值为 R= I= -Rg，由于满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug 很小，所以需串联一个大电阻，且改装后的量程越大，需串联的电阻也越大.改装后的电压表内阻应是表头的内阻与所串图 16 1 对 1 个性化辅导5联的电阻的阻值之和，
9、即 RV=Rg+R，当然也满足 RV= gIU.（2）电流表 G 改装成大量程的电流表.根据并联电路的分流原理，当表头并联一个较小的电阻时，就能把表头改装成测较大电流的电流表.当改装成量程为 I 的电流表时，根据并联电路的特点，并联的电阻所分的电流为 I-Ig，由于 Ig 很小，那么改装后的量程 I 越大，并联的电阻所分的电流也越大.并联的电阻阻值为 R= IU.由于满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug 很小，所以需并联一个小电阻，且改装后的量程 I 越大，需并联的电阻越小.改装后的电流表内阻应是表头的内阻与所并联的电阻的总电阻，即 RA= g.由于并联电路的总电阻比任何一个电阻都小，则改装后的电
10、流表内阻RA 小于 Rg.而 Rg 很小，所以改装后的电流表内阻 RA 相当小，这就是实验室中使用的电流表的内阻为什么一般都是很小的原因.【例 5】 如图 10-3-4 所示，用小量程电流表与一电阻 R 并联改装为电流表，在检测新制成的电流表时，发现它的示数总比准确值小一些或稍大一些.那么应分别采取下列哪种措施来加以修正（ ）图 10-3-4A.如果示数稍小，可在 R 上串联一个比 R 小得多的电阻B.如果示数稍小，可在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻C.如果示数稍大，可在 R 上串联一个比 R 小得多的电阻D.如果示数稍大，可在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻考点二：测量电源电动势和
11、电阻1. 实验原理根据闭合电路的欧姆定律，其方法有：（1）如图甲所示，改变变阻器的阻值，从电流表、 电压表中读出几组 U 和 I 的值，由 可得， 。（2）为减小误差，至少测出六组 U 和 I 值，且变化 范围要大些，然后在 UI 图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出 E， ，如图乙所示。2. 实验步骤（1）恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端。（2）闭合开关 S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数。（3）将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数。（4）继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他
12、几个不同位置，记下各位置对应的 1 对 1 个性化辅导6电压表和电流表的示数。（5）断开开关 S，拆除电路。（6）在坐标纸上以 U 为纵轴，以 I 为横轴，作出 UI 图象，利用图象求出 E、r。3. 实验误差分析（1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作 UI 图象时描点不很准确。（2）系统误差：系统误差来源于未计电压表分流，近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。如果由实验得到的数据作出图中实线（a）所示的图象，那么考虑到电压表的分流后，得到的 UI 图象应是图中的虚线（b） ，由此可见，按图所示的实验电路测出的电源电动势 ，电源内电阻 。说明：外电路
13、短路时，电流表的示数（即干路电流的测量值） 等于干路电流的真实值，所以图中（a） 、 （ b）两图线交于短路电流处。 当路端电压（即电压表示数）为 时，由于电流表示数 小于干路电流 ，所以（a） 、 （b）两图线出现了图中所示的差异。4. 数据处理的方法（1）本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的 U、I 值，作 UI 图象，所得图线延长线与 U 轴的交点即为电动势 E，图线斜率的值即为电源的内阻 r，即。（2）应注意当电池内阻较小时，U 的变化较小，图象中描出的点呈现如图（甲）所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及作出的图线误差较大。为此，可使纵轴不
14、从零开始，如图（乙）所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些。此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻 r。5.实验仪器的选择本实验的系统误差来源于未计电压表的分流。为减小该误差，需要减小电压表的分流。减小电压表分流的方法有二方面，一是选取阻值范围小的滑动变阻器，二是在满足量程要求的前提下选取内阻较大的电压表。由于选用了阻值范围小的滑动变阻器，所以电路中电流较大，因而，还需要滑动变阻器的额定电流较大。综上所述，本实验中滑动变阻器的选择原则是：阻值范围较小而额定电流较大；电压表的选择原则是：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器
