電壓表和電流表電路的設(shè)計ppt課件

1、恒定電流恒定電流 電壓表和電流表電壓表和電流表 電路的設(shè)計電路的設(shè)計恒定電流恒定電流 電流表電流表 1. 電流表的構(gòu)造和任務(wù)原理電流表的構(gòu)造和任務(wù)原理:2.電流表的三個參數(shù)電流表的三個參數(shù):(1)電流表電流表G的電阻的電阻Rg叫做電流表的內(nèi)阻；叫做電流表的內(nèi)阻；(2)指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流Ig叫做滿偏電流；叫做滿偏電流；(3)電流表電流表G經(jīng)過滿偏電流時，加在它兩端的電壓經(jīng)過滿偏電流時，加在它兩端的電壓Ug叫做滿偏電壓。叫做滿偏電壓。恒定電流恒定電流 電流表的改裝電流表的改裝 1.電流表改裝成電壓表電流表改裝成電壓表11gggURRnRU電壓表內(nèi)阻電壓表內(nèi)阻 ,由

2、這個式子可知，電壓由這個式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻表量程越大，分壓電阻就越大，其內(nèi)阻也越大。就越大，其內(nèi)阻也越大。 VggRR RnR恒定電流恒定電流 例題例題 知一個靈敏電流計的滿偏電流為知一個靈敏電流計的滿偏電流為300A，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為200，現(xiàn)將其改裝為量程為，現(xiàn)將其改裝為量程為3V的電壓表：的電壓表：應(yīng)串聯(lián)一個多大的電阻？應(yīng)串聯(lián)一個多大的電阻？當(dāng)改裝后的電表指針偏轉(zhuǎn)如下圖時，電表所丈當(dāng)改裝后的電表指針偏轉(zhuǎn)如下圖時，電表所丈量的電壓多大？量的電壓多大？將改裝后的電壓表接入電路中。知電源電動勢將改裝后的電壓表接入電路中。知電源電動勢為為3V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為1，外電阻，外電阻R=2

3、9，那么此時電，那么此時電壓表的讀數(shù)應(yīng)為壓表的讀數(shù)應(yīng)為_V，假設(shè)改裝過程出現(xiàn)誤差，假設(shè)改裝過程出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致電壓表的實踐讀數(shù)為導(dǎo)致電壓表的實踐讀數(shù)為2.8V，闡明串聯(lián)的電阻，闡明串聯(lián)的電阻偏偏_。大或者小。大或者小大大恒定電流恒定電流 (95全國全國7)兩個定值電阻兩個定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出串聯(lián)后接在輸出電壓電壓U穩(wěn)定于穩(wěn)定于12V的直流電源上。有人把一個內(nèi)的直流電源上。有人把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在的電壓表接在R1兩端兩端(如如圖圖)，電壓表的示數(shù)為，電壓表的示數(shù)為8V。假設(shè)把此電壓表改接。假設(shè)把此電壓表改接在在R2的兩端，那么電壓表的示數(shù)將的兩端，那么

4、電壓表的示數(shù)將A.小于小于4VB.等于等于4VC.大于大于4V，小于，小于8VD.等于或大于等于或大于8V 例題例題 A恒定電流恒定電流 電流表的改裝電流表的改裝 2.小量程電流表改裝成大量程的電流表小量程電流表改裝成大量程的電流表1ggggI RRRIIn電流表內(nèi)阻電流表內(nèi)阻 ,由這式子可知，電流表由這式子可知，電流表量程越大，分流電阻就量程越大，分流電阻就越小，其內(nèi)阻也越小。越小，其內(nèi)阻也越小。 ggAgRRRRRRn恒定電流恒定電流 例題例題 知一個靈敏電流計的滿偏電流為知一個靈敏電流計的滿偏電流為300A，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為200，現(xiàn)將其改裝為量程為，現(xiàn)將其改裝為量程為0.6A的電流表：的

5、電流表：應(yīng)并聯(lián)一個多大的電阻？應(yīng)并聯(lián)一個多大的電阻？當(dāng)改裝后的電表指針偏轉(zhuǎn)如下圖時，電表所丈當(dāng)改裝后的電表指針偏轉(zhuǎn)如下圖時，電表所丈量的電流多大？量的電流多大？將改裝后的電流表接入電路中。知電源電動勢將改裝后的電流表接入電路中。知電源電動勢為為3V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為1，外電阻，外電阻R=29，那么此時電，那么此時電流表的讀數(shù)應(yīng)為流表的讀數(shù)應(yīng)為_A，假設(shè)改裝過程出現(xiàn)誤差，假設(shè)改裝過程出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致電流表的實踐讀數(shù)為導(dǎo)致電流表的實踐讀數(shù)為0.09A，闡明并聯(lián)的電阻，闡明并聯(lián)的電阻偏偏_。大或者小。大或者小小小恒定電流恒定電流 例題例題 (98全國全國11)圖示的兩種電路中，電源一樣，圖示的兩種電路中

6、，電源一樣，各電阻器阻值相等，各電流表的內(nèi)阻相等各電阻器阻值相等，各電流表的內(nèi)阻相等且不可忽略不計。電流表且不可忽略不計。電流表A1、A2、A3和和A4讀出的電流值分別為讀出的電流值分別為I1、I2、I3和和I4。以下關(guān)系式中正確的選項是以下關(guān)系式中正確的選項是A. I1I3 B. I1 I4 C. I22I1 D. I2 I3+I4BD恒定電流恒定電流 例題例題 (04全國全國23)電動勢為電動勢為E=12V的電源與一電壓的電源與一電壓表和一電流表串聯(lián)成閉合回路。假設(shè)將一表和一電流表串聯(lián)成閉合回路。假設(shè)將一電阻與電壓表并聯(lián)，那么電壓表的讀數(shù)減電阻與電壓表并聯(lián)，那么電壓表的讀數(shù)減小為原來的小為

7、原來的1/3，電流表的讀數(shù)增大為原來，電流表的讀數(shù)增大為原來的的3倍。求電壓表原來的讀數(shù)。倍。求電壓表原來的讀數(shù)。恒定電流恒定電流 例題例題 四個一樣的小量程電流表四個一樣的小量程電流表(表頭表頭)分別改裝成分別改裝成兩個電流表兩個電流表A1、A2和兩個電壓表和兩個電壓表V1、V2。知電流表知電流表A1的量程大于的量程大于A2的量程，電壓表的量程，電壓表V1的量程大的量程大V2的量程，改裝好后把它們按的量程，改裝好后把它們按圖示接入電路，那么圖示接入電路，那么A.電流表電流表A1的讀數(shù)大于電流表的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)的讀數(shù)B.電流表電流表A1的偏轉(zhuǎn)角小于電流表的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2的偏轉(zhuǎn)的

8、偏轉(zhuǎn)角角C.電壓表電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù)的讀數(shù)D.電壓表電壓表V1的偏轉(zhuǎn)角的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表等于電壓表V2的偏轉(zhuǎn)角的偏轉(zhuǎn)角AD恒定電流恒定電流 例題例題 如下圖，如下圖，A1和和A2是兩只不同的電流表，是兩只不同的電流表，V1和和V2是兩只一樣的電壓表。電流表是兩只一樣的電壓表。電流表A1的示數(shù)是的示數(shù)是1.4mA，電壓表，電壓表V1和和V2的示數(shù)分的示數(shù)分別是別是0.6V和和0.8V，試求：，試求：(1)電流表電流表A2示數(shù)；示數(shù)；(2)電流表電流表A2的內(nèi)阻。的內(nèi)阻。 恒定電流恒定電流 例題例題 將兩個一樣的電流計分別與電阻并聯(lián)后改裝成電將兩個一樣的電流計分別

9、與電阻并聯(lián)后改裝成電流表流表A1(03A)和電流表和電流表A2(00.6A)，現(xiàn)把這兩，現(xiàn)把這兩個電流表并聯(lián)接入如下圖的電路中丈量電流，當(dāng)個電流表并聯(lián)接入如下圖的電路中丈量電流，當(dāng)可變電阻可變電阻R調(diào)理為調(diào)理為9時，時，A2剛好滿偏。問：剛好滿偏。問：(1)A2滿偏時，另一電流表滿偏時，另一電流表A1的示數(shù)是多大？的示數(shù)是多大？(2)假設(shè)可變電阻假設(shè)可變電阻R調(diào)理為調(diào)理為20時。時。A1剛好半偏。剛好半偏。知知A1、A2的內(nèi)阻很小，求電源電動勢和內(nèi)電阻。的內(nèi)阻很小，求電源電動勢和內(nèi)電阻。恒定電流恒定電流 電路的設(shè)計電路的設(shè)計 1.電學(xué)實驗的原那么：平安、可行、方便、節(jié)能。電學(xué)實驗的原那么：平安

10、、可行、方便、節(jié)能。(1)平安：實驗時，必需保證明驗電路各個電學(xué)平安：實驗時，必需保證明驗電路各個電學(xué)器件的平安包括電流表、電壓表、被測用電器、器件的平安包括電流表、電壓表、被測用電器、電源等及人的平安；電源等及人的平安；(2)可行：所選擇的儀器能使實驗正常進(jìn)展；可行：所選擇的儀器能使實驗正常進(jìn)展；(3)方便：所選擇的儀器在調(diào)理時比較容易控制方便：所選擇的儀器在調(diào)理時比較容易控制被丈量的物理量的變化，即是要被丈量的物理量被丈量的物理量的變化，即是要被丈量的物理量的變化比較平緩；的變化比較平緩；(4)節(jié)能：節(jié)能：恒定電流恒定電流 電路的設(shè)計電路的設(shè)計 2.丈量電路丈量電路 ：(1)電路：電路：電

11、流表接在電壓表外側(cè)叫電流表接在電壓表外側(cè)叫做外接法圖甲，電流做外接法圖甲，電流表接在電壓表內(nèi)側(cè)叫做內(nèi)表接在電壓表內(nèi)側(cè)叫做內(nèi)接法圖乙接法圖乙(2)誤差分析：誤差分析：a. 外接法：外接法：R測測 R真真恒定電流恒定電流 電路的設(shè)計電路的設(shè)計 (3) 電路選擇電路選擇 ：【試觸法】未給出【試觸法】未給出Rx的估計阻值時用。的估計阻值時用。RVRXxARRVxRR外接法外接法內(nèi)接法內(nèi)接法 RARXxARRVxRR如圖測電阻如圖測電阻R，當(dāng)電壓表的表頭，當(dāng)電壓表的表頭P從從A點，接到點，接到B點時電壓表讀數(shù)變點時電壓表讀數(shù)變化明顯，運用化明顯，運用_接法；電流表接法；電流表讀數(shù)變化明顯，運用讀數(shù)變化明

12、顯，運用_接法。接法。恒定電流恒定電流 例題例題 一個未知電阻一個未知電阻Rx無法估計其電阻值，某同窗用伏無法估計其電阻值，某同窗用伏安法測電阻的兩種電路各丈量一次，如下圖，按安法測電阻的兩種電路各丈量一次，如下圖，按甲圖測得數(shù)據(jù)是甲圖測得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA，按乙圖測得數(shù)據(jù)，按乙圖測得數(shù)據(jù)是是2.9V、4.0mA，由此可知按，由此可知按 圖所示圖所示的電路丈量的誤差較小，的電路丈量的誤差較小， Rx的真實值更接近于的真實值更接近于 。思索：思索：Rx的真實值大于還是的真實值大于還是小于小于1000 ？假設(shè)知電流表？假設(shè)知電流表內(nèi)阻為內(nèi)阻為0.1，那么，那么Rx真實值真實值是是 。恒定電

13、流恒定電流 例題例題 (06全國全國22)現(xiàn)要測定一個額定電壓現(xiàn)要測定一個額定電壓4V、額定功率為、額定功率為1.6W的小燈泡的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為的小燈泡的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.14V?，F(xiàn)有器材：直流電源現(xiàn)有器材：直流電源E(電動勢電動勢4.5V、內(nèi)阻不計、內(nèi)阻不計)，電壓表，電壓表V(量程量程4.5V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為4104)，電流表，電流表A1(量程量程250mA，內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為2)，電流表，電流表A2(量程為量程為500mA，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1)，滑動變阻器滑動變阻器R(最大阻值約為最大阻值約為30)，電鍵，電鍵S，導(dǎo)線假設(shè)干。，導(dǎo)線假設(shè)干。假設(shè)既要滿

14、足丈量要求，又要丈量誤差較小，應(yīng)該選用假設(shè)既要滿足丈量要求，又要丈量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是，下面的電流表是，下面兩個電路應(yīng)該選用的是。兩個電路應(yīng)該選用的是。恒定電流恒定電流 例題例題 用伏安法丈量用伏安法丈量Rx的電阻，無論是用內(nèi)接法或外接法丈量，的電阻，無論是用內(nèi)接法或外接法丈量，都不可防止產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的丈量誤差，有兩個研討都不可防止產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的丈量誤差，有兩個研討性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了以下的實驗方案：性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了以下的實驗方案：1.第一組利用如圖丙的電路進(jìn)展丈量，主要實驗步驟如下：第一組利用如圖丙的電路進(jìn)展丈量，主要實驗步驟如下：第一步：將電鍵第一步：將電鍵S2接

15、接2，閉合電鍵，閉合電鍵S1，調(diào)理滑動變阻器，調(diào)理滑動變阻器RP和和RW，使電表讀數(shù)接近滿量程，但不超越量程，記錄此，使電表讀數(shù)接近滿量程，但不超越量程，記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1。 請他寫出接著的第二步，并說請他寫出接著的第二步，并說明需求記錄的數(shù)據(jù)：明需求記錄的數(shù)據(jù)：_ _；由以上記錄的數(shù)據(jù)計算出被測由以上記錄的數(shù)據(jù)計算出被測電阻電阻Rx的表達(dá)式為的表達(dá)式為Rx_；簡要分析此實驗方案為何能避簡要分析此實驗方案為何能避免電表內(nèi)阻引起的實驗誤差免電表內(nèi)阻引起的實驗誤差_。 恒定電流恒定電流 例題例題 2.第二組同窗利用圖丁的電路丈量，其中第二組同窗利用圖丁的電

16、路丈量，其中R1是電是電阻箱，阻箱，R2=72、R3100。合上。合上S，當(dāng)，當(dāng)R1未調(diào)未調(diào)至圖中所示阻值時，靈敏電流計至圖中所示阻值時，靈敏電流計G的指針會偏轉(zhuǎn)，的指針會偏轉(zhuǎn)，將將R1調(diào)至如圖中所示時，靈敏電流計的指針回到調(diào)至如圖中所示時，靈敏電流計的指針回到零位。零位。在答卷的方框內(nèi)畫出與圖丁對應(yīng)的電路圖；在答卷的方框內(nèi)畫出與圖丁對應(yīng)的電路圖；讀出圖中電阻箱的阻值為讀出圖中電阻箱的阻值為R1 = ，算出待測電阻，算出待測電阻的值的值Rx =_。恒定電流恒定電流 電路的設(shè)計電路的設(shè)計 2.控制電路控制電路 ：滑動變阻器：滑動變阻器(1)電路：電路：a.限流式接法限流式接法(2)選擇原那么：選

17、擇原那么：a.普通情況或者沒有特別闡明的情況下，由于限普通情況或者沒有特別闡明的情況下，由于限流電路能耗較小，構(gòu)造銜接簡單，應(yīng)優(yōu)先思索流電路能耗較小，構(gòu)造銜接簡單，應(yīng)優(yōu)先思索限流銜接方式；限流銜接方式；b. R變變RX 或或 R變變 RX ，要選用限流銜接方式。，要選用限流銜接方式。留意：閉合開關(guān)留意：閉合開關(guān)S前，前，P在在b端。端。恒定電流恒定電流 電路的設(shè)計電路的設(shè)計 2.控制電路控制電路 ：滑動變阻器：滑動變阻器(1)電路：電路：b.分壓式接法分壓式接法(2)選擇原那么：選擇原那么：a.負(fù)載電阻的阻值負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路；須用分壓

18、式電路；b.要求丈量電路的電壓從零開要求丈量電路的電壓從零開場或要求測多組數(shù)據(jù)；場或要求測多組數(shù)據(jù)；c.實驗所提供的電壓表、實驗所提供的電壓表、電流表的量程或電阻元件允許最大電流較小，采電流表的量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調(diào)理，電路中的實踐電用限流接法時，無論怎樣調(diào)理，電路中的實踐電流均超越所允許的最大電流，在這種情況下，必流均超越所允許的最大電流，在這種情況下，必需采用分壓接法。需采用分壓接法。恒定電流恒定電流 實驗器材的選擇實驗器材的選擇1. 選擇內(nèi)容：選擇內(nèi)容：器材種類器材種類 器材規(guī)格器材規(guī)格2. 選擇原那么：選擇原那么：平安要素平安要素 ；誤差要素誤差要素

19、 ；便于操作便于操作 。3. 選擇步驟：選擇步驟：根據(jù)實驗?zāi)看_實定器材種類；根據(jù)實驗?zāi)看_實定器材種類；根據(jù)實驗原理畫出電路圖；根據(jù)實驗原理畫出電路圖；估算電流和電壓最大小值，確定電表量估算電流和電壓最大小值，確定電表量程、變阻器規(guī)格。程、變阻器規(guī)格。恒定電流恒定電流 例題例題 欲用伏安法測定一段阻值約為欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的電阻，左右的電阻，要求丈量結(jié)果盡量準(zhǔn)確現(xiàn)備有以下器材：要求丈量結(jié)果盡量準(zhǔn)確現(xiàn)備有以下器材：電池組電池組(3V、1) 電流表電流表(3A、0.0125)電流表電流表(0.6A、0.125) 電壓表電壓表(3V、3k) 電壓表電壓表(15V、15k) 滑動變阻器滑動

20、變阻器(20、1A)滑動變阻器滑動變阻器(2000、0.3A) 電鍵、導(dǎo)線電鍵、導(dǎo)線上述器材中應(yīng)選用上述器材中應(yīng)選用 (填各器材字母代號填各器材字母代號)；實驗電路應(yīng)采用電流表實驗電路應(yīng)采用電流表 接法；接法；為使經(jīng)過待測金屬導(dǎo)線的電流強度能在為使經(jīng)過待測金屬導(dǎo)線的電流強度能在00.5A范圍內(nèi)改動，請按要求畫出丈量待測金屬導(dǎo)范圍內(nèi)改動，請按要求畫出丈量待測金屬導(dǎo)線電阻線電阻Rx的電路圖。的電路圖。外外恒定電流恒定電流 例題例題 要用伏安法測定一電阻，阻值約為要用伏安法測定一電阻，阻值約為10，額定功，額定功率率P = 2W，可選用的儀器：，可選用的儀器：電源：電源：E1、干電池、干電池1節(jié)節(jié)1=1.5V、E2、蓄電池、蓄電池1組組2=6V、E3、直流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓電源1個輸出電壓個輸出電壓10V電壓表：電壓表：V1010V， 內(nèi)阻內(nèi)阻 10k、V2030V， 內(nèi)阻內(nèi)阻30k電流表：電流表：A100.6A， 內(nèi)阻內(nèi)阻0.5、A203.0A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.1滑動變阻器：滑動變阻器：010開關(guān)及導(dǎo)線假設(shè)干。開關(guān)及導(dǎo)線假設(shè)干。要求：選取規(guī)格適宜的器件組成正