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1、专题辅导（电流表的改装及量程的扩大）某物理兴趣小组的同学在查阅资料时了解到，实际的电流表电阻虽然很小，但并不为零，实际的电压表电 阻虽然很大，但并不是无穷大。通过请教老师，他们进一步了解到，电流表既可以用于测量电流，也可以在一 定条件下测量电压；通过给小量程电流表串联或并联一个适当阻值的定值电阻，还可以将它改装成电压表或大 量程电流表。老师还特别强调，观察电流表，要注意指针满偏时的电流值，满 偏电流的值在数值上等于该表的量程。在老师的指导下，该小组完成了将电流 表改装成电压表的实验方案。该方案的要点有： 设计电路：按图中的方式给刻度均匀的电流表A串联一个电阻R,虚线 框内即为改装后的电压表V；
2、 计算R的值：若电流表A的满偏电流为IA,电阻为RA,改装成的电压 表V的量程为UV,则由A Ra + R可得到R的值;I = 给表盘重新标注示数：若通过电流表A的电流为I，改装成的电压表V两端的电压为U，则由 的变形式U = 1（RA + R）可对表盘上每根刻度线重新进行标注。由于RA + R是一个定值，因此U与I是正比关系, 所以改装成的电压表V的刻度仍是均匀的。训练：1.常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的。电流表G也是一个电阻，同样遵从欧姆定律。图甲是 一个量程为03mA的电流表G,当有电流通过时，电流可以从刻度盘上读出，这时G的两接线柱之间具有一 定的电压。因此，电流表G实际上
3、也可以当成一个小量程的电压表。已知该电流表的电阻为Rg=10Q .（1）若将这个电流表当成电压表使用，则刻度盘上最大刻度3mA处应该标多大的电压值？（2）如图乙所示，若将这电流表串联一个定值电阻R后，使通过G的电流为3mA时，A、B之间的电压等 于3V,这样A. B之间（虚线框内）就相当于一个量程为03V的电压表（图丙），求串联的定值电阻R的大小。2现准备只接入一个电阻R,将一个满偏电流为IA=0.1A，电阻Ra=0.5Q，刻度均匀的电流表改装成一个量程为 0-3V的电压表请你参考上述信息，完成下列任务. 在右面方框内画出改表的电路图 计算出接入电阻R的阻值 简述理由，说明改装后的电流表的刻度
4、是否均匀.3现准备只接入一个电阻R,将一个满偏电流为IA=0.1A，电阻Ra=0.5Q，刻度均匀的电流表改装成一个量程为 0.6A 的电流表.请你参考上述信息,完成下列任务. 在右面方框内画出改表的电路图 计算出接入电阻R的阻值 简述理由，说明改装后的电流表的刻度是否均匀.4现在需要测量的电流大约在0.4A0.5A之间，可是只有量程为OA0.3A,内阻R5Q的电流表和以下器 材:电压保持12V的电源一个,阻值在0Q 50Q的滑动变阻器一个，粗细不均匀的阻隔值为50Q的电阻丝一根, 开关一个，导线若干.请把题目中量程为OA0.3A的电流表改装成量程为OA0.6A的电流表,要求： 画出电路图写出实
5、验步骤写出理论上接入电路的电阻值分析实际接入电路的电阻值与理论值有无差异5如图实一37所示，R、R2是两定值电阻，R1的阻值很小，R2的阻值很大; G是一灵敏电流计，S、S2为开关，下列判断正确的是：A. 只闭合S时，M、N间是一个电压表B. S、S2都闭合时，M、N间是一个电流表C. 只闭合S时，M、N间是一个电流表D. S、S2都断开时，M、N间是一个电流表23.(1)根据欧姆定律，得：=3x10xlOV= 0.03V(2)肚之间的电阻Rab =爷=亦：0_30 = ioooa因为Rg和R串联，所以R =血心=(1000 -10) n =9900 评分说明:箕他正确解法均可得分。2 题参考
6、答案：的电表两的每 设计电路，按图的方式给刻度均匀的电流表串联一个电阻R,虚线框内即为改装后的电压表. 计算R的电阻：若电流表的满偏电流为IA,电阻为RA，改装成 压表的量程为U,则由IA= U/( RA+R)可得R的电阻值. 给表盘重新标注示数:若通过电流表的电流为I,改装成电压 端的电压为U,则由I=U/( RA+R)的变形式U = I( RA+R)，可对表盘上个刻度线进行重新标注由于(RA+R)是一个定值，因此U与I是正比关系，所以改装的电压表的刻度仍是均匀的.斫辽惟書层服粗力做的期罅三、综合題(】) 见黑関4(打设及镂成的电浣畫的旌探为测有设通过吐嗾就的电滤为时,密图4中干路上的电臓为
7、/，则由几八厶有 争三Ki +菩)ff宙于I十计是亠牛定値固此f与f是正比关慕、所比改裝后的电務務開乾度足均匀的4.(1)电路如图(2)实验步骤: 按电路连接实物，开关闭合前滑动变阻器调到阻值最大. 闭合开关，调节滑动变阻器,使电流表的示数达到满偏值I0,此时电路中的电流为0.3A. 将电阻丝的一端接在电流表的一个接线柱上 ，用电阻丝的不同部位与电流表的另一个接线柱试触 (两者 并联)，直到电流表的示数达到I0/2为止(即满偏刻度的一半)此时电阻丝连入电路的电阻RX就是所需电阻.(3) 从理论上讲，与电流表并联的电阻丝的电阻RX=R1=5Q(4) 当电流表单独与滑动变阻器串联接入电路,且电路电
8、流为电流表满偏值I0时,则有：R=(U/ I0)-R=(12V/0.3A)-5Q =35Q 当电流表与电阻丝并联后再与滑动变阻器串联，且通过电流表的电流为满偏值I0的一半时,则有：I1= I0/2=0.15A此时干路电流 I 为:I=(U-I 1R1)/R=(12V-0.15AX5Q )/35Q =0.32A则电阻丝的实际电阻:RX= I1R1/(I- I1)= 0.15AX5Q /(0.32A-0.15A)=4.4Q5.解析：本题考查的是对电流表的改装，电流表改装成电压表时，要串联上一个较大的电阻；改装成电流表 时，必须并联上一个较小的电阻所以分析本题，只闭合S时，既不能成为电流表也不能成为
9、电压表，所以选 项 A、C 是错误的两个开关都断开时，应该是一个电压表，所以选项 D 错两个开关都闭合则是一个电流表， 所以选项 B 正确答案：B电流表量程的扩大和校准实验目的介1知道扩大电流表量程的方法是利用分流原理，并联电阻。2会扩大电流表的量程并校准。实验器材1.电流表(0200yA，内阻约2.5kQ) 2.电阻箱(09999. 90)3. 单刀单掷开关 4. 标准表(用万用表代替)5.滑动变阻器(0500, 1.5A) 6.电源(6V)实验原理和方法如图7所示电路。设改装表头的满偏电流I ,内阻为R。若要将电流表量程扩大n 倍, I=nI，则g g gI R =If R f=(n-l)
10、 I Rfg g f fg f应并联的分流电阻Rf=R /(n1)fg改装后电流表的内阻为R =RfR /(R+ R ) A f gf=1 R / I og g本题，改装表头的满偏电流I=200yA,内阻R =2.5kQ。若将此表改装为量程是I=1mA的电流表，则量 程扩大了 5倍，分流支路If=0.8mA。则分流电阻的阻值R = R /(n 1 )=2500Q/ 4 = 625Q。f校准电路如图8所示。图中虚线框内是改装后待测表。标准表为1mA时，改装表若小于1mA,则需将Rf 增大些，若小于1mA,则需将Rf减小些。调节Rf时，总电阻也会改变，标准表的电流也要改变，因此要反复 调节，直到两
11、个表都指示1mA为止。把电流表改装为电压表2如图实38 所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大 一些若表头G的Ig是准确的，出现的误差可能是因为()待测表图实 3 8 R的测量值比真实值偏大g R的测量值比真实值偏小gIR 并联的R并比公式R并计算出的R并小并并I I并g 并联的R并比公式R并计算出的R并大 并并I I并gA. B.IR二(八 /g)Ro，所以 Rq =C.D.解析：待测电流表读数偏大，说明并联的分流电阻R阻值偏大由于俨g可见，R测量值比真实值大时，按该式求出的R0值偏大同样，在R测定准确的情况下，实际并联的 g0gR0比应该并联阻值佟偏大
12、，也会使待测电流表读数偏大.0I I答案： C3.图实一39中电源电动势为E,内阻可 忽略不计；电流表 mA 具有一定的内阻 电压表V的内阻不是无限大，S为单刀 双掷开关，R为待测电阻.当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为q,电流图实一39表读数为I；当S向R 一侧闭合时，电流表读数为I2.根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R=.图实310(2)根据所给出的电路，在图实310的各器件实物图之间画出连接的导线解析：(1)据电路分析，设电流表内阻为RmA.EUS向电压表闭合时：一1 = R AI1mAES向R闭合时：7 = R + R aImA2E EU1由两式解得：R-厂1.21(2)如图
13、所示：答案：(1)EEqIi(2)见解析4. (2010 郑州模拟)用半偏法测量电流表的内阻.已知电流表满偏电流Ig=300 “A,实验电路如图实一3 1 1甲所示甲乙图实311(1) 部分实验步骤为：a. 按电路图接好电路，将R、R2调节至最大；b. 断开S2，闭合S,调节R,使表头指针;c闭合S2，调节R2，使表头指针.(2) 上述实验步骤完成时，电阻箱R2的示数如图乙所示，则电流表内阻rg=Q.(3) 按图实311甲所示的电路，将图实312 中的器材连成实验电路图实3 12解析：由半偏法测电阻原理可知，首先使电流表指针满偏，再调节电阻箱使电流表指针半偏电阻箱的读数即为电流表内阻答案：b.
14、指向满刻度c. 指向满刻度的一半(2)140(3)如图5.将满偏电流I=300 p A、内阻未知的电流表gG 改装成电压表并进行核对(1) 利用如图实313 所示的电路测量电流表 G的内阻(图中电源的电动势E=4V)；先闭 合S,调节R,使电流表指针偏转到满刻度； 再闭合S2，保持R不变，调节R,使电流表指针偏转到满刻度的4读出此时R的阻值为450 Q，则电流表内阻的测量值为(2) 将该表改装成量程为3 V的电压表，需傾“串联”或“并联”)阻值为R0=Q的电阻(3) 把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在虚线框中画出实验原理图并根据画出的实验原理图在图实314中将实物连接电流农图实314解析：闭合*断开S2时根据闭合电路欧姆定律E乜R总得：总电阻R总寺赢和，显然变阻器R的阻值很大，远大于Rg，因此，在第二步操作中可认为干路电流仍为/g，根据并联电路的 电流分配关系有3/gRg=4IgR，则管宁=150 .将该电流表改装成电压表的电路，则U = /g(Rg + R0)，解得R0 =UU - Rg = 9850 g即应串联的分压电阻为 9850 .(3) 核对的实验电路如图(a)所示，实物连接如图(b)所示.电流表答案：(1)150 Q
