實驗十三把電流表改裝為電壓表

實驗十三把電流表改裝為電壓表第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日知識要點歸納實驗?zāi)康?．會用“半偏法”測電流表的內(nèi)阻．2．學(xué)會把電流表改裝為電壓表．3．會用標(biāo)準(zhǔn)電表進(jìn)行校準(zhǔn)．第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日實驗原理1．“半偏法”測內(nèi)阻“半偏法”測電流表的內(nèi)阻電路圖如圖10－5－1所示，合上S1調(diào)整R，使電流表恰好滿偏，再閉合S2，調(diào)整R′，使電流表恰好半偏，當(dāng)R?R′時，rg＝R′.圖10－5－1第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日實驗器材電流表、電阻箱、開關(guān)、電池組、滑動變阻器(大阻值)、標(biāo)準(zhǔn)電壓表、導(dǎo)線．第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日過程分析導(dǎo)引實驗步驟1．用半偏法測電流表內(nèi)阻(1)把兩個電鍵(已經(jīng)斷開)、大阻值變阻器R、電阻箱R′、電流表和電源按照圖10－5－1所示的電路連接好；第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日(2)檢查電路無誤后，閉合S1，調(diào)節(jié)變阻器R，使電流表滿偏，干路電流為Ig；(3)保持R不變，閉合S2后調(diào)節(jié)R′，使電流表達(dá)到半偏(滿刻度的一半)；(4)記下此時電阻箱R′的阻值，即為電流表的內(nèi)阻rg.第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日2．改裝(1)算出電流表的滿偏電壓Ug；(2)如果把電流表改裝成量程為U的電壓表，計算應(yīng)串聯(lián)的電阻阻值R3；(3)將電阻箱阻值調(diào)為R3，把電流表與電阻箱串聯(lián)起來．第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日3．(1)按如圖10－5－2所示連接電路，并使變阻器R的滑片在分壓值最小的位置，使輸出電壓起始為零．圖10－5－2第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日(2)改變變阻器R的滑片位置，使標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的示數(shù)分別為0.5V、1.0V、1.5V、2.0V…，直至使電流表達(dá)到滿偏(注意電壓表的量程)，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否正確．第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日誤差分析1．“半偏法”測電流表內(nèi)阻時，存在系統(tǒng)誤差．當(dāng)S2閉合后，整個電路的總電阻變小，總電流變大，通過電流表的電流為原來的一半，則通過電阻箱的電流就大于通過電流表的電流．第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日即R測＜rg.當(dāng)電路中R?rg時，誤差較小,因此要使R?rg，同時電源電動勢也應(yīng)適當(dāng)大一些．2．改裝后的電壓表也存在系統(tǒng)誤差：因R測＜rg.串聯(lián)的分壓電阻R1計算值偏大．因此改裝后電表的量程偏大．第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日3．電阻箱R′的調(diào)節(jié)是不連續(xù)的，因此要選用精度高的．4．電阻箱內(nèi)有多處電刷，電刷上有接觸電阻，使阻值偏大．導(dǎo)致改裝表的示數(shù)偏小，因此要選用接觸良好的電阻箱．第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日5．實驗過程中，電壓表、電流表的讀數(shù)會有偶然誤差，要用心細(xì)致去觀測．第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日注意事項1．在調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使電流表滿偏時，滑動變阻器的阻值要比電流表的內(nèi)阻rg大得多，一般要求R＞100rg.2．實驗時，在R較大情況下為了使電流表滿偏，電源電動勢宜大些．第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日3．閉合開關(guān)S1時，必須先將滑動變阻器R的阻值調(diào)至最大．4．閉合開關(guān)S2、調(diào)節(jié)電阻箱R′時，應(yīng)保持滑動變阻器R的阻值不變．5．“半偏法”測電流表內(nèi)阻的實驗中R′只能用電阻箱，R可用阻值很大的滑動變阻器或電阻箱．第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日若實驗給出兩個電阻箱，一個阻值較大(10kΩ以上)，另一個阻值較小，一定要把阻值大的連到干路上，阻值小的與電流表并聯(lián)．6．改裝后電壓表校準(zhǔn)，校對電路要用分壓式，使改裝電壓表的電壓可以從零開始一一校對，且不可超量程．第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日實驗創(chuàng)新在用“半偏法”測電流表內(nèi)阻時，由于存在系統(tǒng)誤差，使得測量值偏?。覀兛梢栽谠娐返幕A(chǔ)上在干路中串接一標(biāo)準(zhǔn)電流表A0.第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日圖10－5－3第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日實驗典例探究 (2010·高考北京卷)某同學(xué)要把一個量程為200μA的直流電流計電流表G,改裝成量度范圍是0～4V的直流電壓表.對本實驗的綜合考查例1第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日(1)她按圖10－5－4所示電路、用半偏法測定電流計G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1kΩ.為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確,在以下器材中，電源E應(yīng)選用________，電阻器R1應(yīng)選用________,電阻器R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母)．第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日A．電源(電動勢1.5V)B．電源(電動勢6V)C．電阻箱(0～999.9Ω)D．滑動變阻器(0～500Ω)E．電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng))(0～5.1kΩ)F．電位器(0～51kΩ)圖10－5－4第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日(2)該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大.后續(xù)的實驗操作步驟依次是：______，______，______，______，最后記錄R1的阻值并整理好器材．(請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母)第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日A．閉合S1B．閉合S2C．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日E．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度(3)如果所得的R1的阻值為300.0Ω，則圖10－5－4中被測電流計G的內(nèi)阻rg的測量值為______Ω，該測量值第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日________實際值(選填“略大于”、“略小于”或“等于”)．(4)給電流計G________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個阻值為________kΩ的電阻,就可以將該電流計G改裝為量程4V的電壓表．第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日【解析】

(1)考慮到減小誤差，電源應(yīng)選電動勢較大的B.R1要選能讀出接入電路的電阻值的電阻箱．R2在電路中是限流連接，應(yīng)選用總阻值大于30kΩ的電位器F.(2)電流半偏法的具體操作順序是：①S1斷開，S2閉合；②調(diào)節(jié)R2，使電流計指針滿偏；第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日③閉合S1；④保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，使電流計指針半偏；⑤讀出R1，即為電流計內(nèi)阻值．(3)根據(jù)半偏法原理，rg＝R1＝300Ω.由于閉合S1后，干路電流會略為變大，故半偏時流過R1的電流略大于電流計的電流，故R1的阻值略小于電流計的內(nèi)阻．第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日【答案】

(1)B

C

F

(2)B

C

A

E

(3)300略小于(4)串19.7第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日【規(guī)律總結(jié)】儀器選擇的一般順序是先易后難．首先確定出必須使用而又唯一的儀器，然后以其為突破口，根據(jù)電路要求和計算，選擇出電源、滑動變阻器、電流表、電壓表以及合理的量程．待測元件的額定電流、額定電壓(估算值)是選擇合適量程的電流表和電壓表的重要依據(jù)．第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日 (2011·高考新課標(biāo)全國卷)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖10－5－5所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池．完成下列實驗步驟中的填空：實驗原理的改進(jìn)例2第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日圖10－5－5(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時________的讀數(shù)I；第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)________,使________，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值．第三十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日【解析】本題方法為替代法．當(dāng)S接1與接