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文檔簡介
2022屆新高考物理沖刺精準(zhǔn)復(fù)習(xí)
電表的改裝與校準(zhǔn)
一、電流表、電壓表的改裝與校準(zhǔn)方法
改裝電壓表改裝電流表
原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流
+Q-?o-1
改裝原理圖,a
R
—if―JL—II_a'i__?---------
■_______ur____________?
由a*
改裝
由/*g=(/-",R=合,
分壓電阻或
分流電阻其中〃=巨為其中〃=」_為擴(kuò)大倍數(shù)
44
擴(kuò)大的倍數(shù)
改裝后的電nRRg
Rv=R+RgRA=
表內(nèi)阻R+勺
改裝成的電壓表改裝成的電壓表
:;
+-?——O-f——
\
校準(zhǔn)電路圖標(biāo)準(zhǔn)f______
標(biāo)準(zhǔn)表
__i_
校準(zhǔn)
----------1|—"d---------------\t-^—
改裝后的電壓表V示數(shù)偏大(或改裝后的電流表A示數(shù)偏大(或
校準(zhǔn)方法偏?。?,則需增大(或減?。┐?lián)偏?。?,則需減?。ɑ蛟龃螅┎⒙?lián)
的定值電阻R的阻值的定值電阻R的阻值
1
(1)改裝后的電壓表示數(shù)等于表(1)改裝后的電流表示數(shù)等于通
頭與分壓電阻兩端電壓之和;過表頭與分流電阻的電流之和;
(2)改裝后的電壓表量程等于滿(2)改裝后的電流表量程等于滿
偏時(shí)表頭與分壓電阻兩端的電偏時(shí)通過表頭與分流電阻的電
備注
壓之和;流之和;
(3)同一表頭改裝的多量程電壓(3)同一表頭改裝的多量程電流
表,內(nèi)阻之比等于量程之比;表,內(nèi)阻之比等于量程的反比;
(4)改裝后表頭滿偏電壓不變.(4)改裝后表頭滿偏電流不變.
二、針對(duì)訓(xùn)練
1.某同學(xué)將電流表改裝為歐姆表和電壓表的兩用電表,歐姆表“xlO”擋中央刻度為15、電
壓表量程為0?3V,實(shí)驗(yàn)室可提供的器材有:
A.一節(jié)全新的5號(hào)干電池(E=1.5V,內(nèi)阻不計(jì))
B.電流表A(量程0?10mA,內(nèi)阻為5Q)
C.電流表4(量程。?0.6A,內(nèi)阻為0.2Q)
D.滑動(dòng)變阻器用(0?300。)E.滑動(dòng)變阻器7?2(。?30。)
F.合適的定值電阻RG.單刀雙擲開關(guān)S,一對(duì)表筆及若干導(dǎo)線
⑴圖中A為(填“紅”或“黑”)表筆,測量電壓時(shí)應(yīng)將開關(guān)S扳向一(填“1”
或“2”).
(2)電流表應(yīng)選用._(填“A”或"A?”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填“用”或
“6”),定值電阻的阻值為c.
(3)在正確選用器材的情況下,正確連接好實(shí)驗(yàn)電路,若電流表滿偏電流為與,則電阻刻度盤
上指針指在處應(yīng)標(biāo)上Q
36一
2.圖1為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路圖.
(1)將圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整.
(2)已知毫安表滿偏電流為1mA,表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為120
Q,鳥和R2為定值電阻.若將開關(guān)52扳到a接線柱,電表量
程為4mA;若將開關(guān)S2扳到人接線拄,電表量程為16mA.則
根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應(yīng)選用=C,&=
2
Q.
(3)現(xiàn)用一量程為16mA,內(nèi)阻為20Q的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對(duì)改裝電表的16mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)
時(shí)需選取的刻度范圍為1mA?16mA,電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻忽略不計(jì);滑動(dòng)變阻器R有
兩種規(guī)格,最大阻值分別為800c和16000,則R應(yīng)選用最大阻值為的滑動(dòng)變阻器.
(4)若由于表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn),造成改裝后電流表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大,則
表頭內(nèi)阻的真實(shí)值______(填“大于”或“小于”)120Q.
3.某同學(xué)要將一量程為300“4的微安表改裝成量程為3V的電壓
表并進(jìn)行校準(zhǔn),改裝和校準(zhǔn)的電路原理圖如圖1所示,圖中微安表
表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為99C,電阻箱最大阻值《=999.9C,電
源的電動(dòng)勢(shì)E為5V,滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格有兩種,最大阻值分別
為50C和5AQ.
(1)設(shè)計(jì)改裝
①根據(jù)圖1和題給條件,將圖2中的實(shí)物連接.
②改裝時(shí)經(jīng)過分析和計(jì)算,需要對(duì)虛線框的電路增加一個(gè)定值
電阻為(填正確答案標(biāo)號(hào)),將重新設(shè)計(jì)的虛線框內(nèi)電路
圖畫在方框中.
A.1IQB.lionC.1100Q
(2)校準(zhǔn)和誤差分析
①用量程為3V的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對(duì)改裝后的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn),為
了方便實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電壓,本實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器R的最大
阻值應(yīng)為Q.-
②校準(zhǔn)時(shí),在閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)靠近
(填“a”或"b”)端;
③若由于微安表G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn),造成改裝后電壓表
的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小,則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值
(填“大于”或“小于”)99d
4.某實(shí)驗(yàn)小組想組裝一個(gè)雙量程(3V、15V)的電壓表,提供的器材如下:
A.電流表G:滿偏電流為1mA,內(nèi)阻未知;
B.電池E:電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻未知;
C.滑動(dòng)變阻器與:最大阻值約為63,額定電流為1A;
D.滑動(dòng)變阻器最大阻值約為2心,額定電流為3A;
E.電阻箱。?9999.9C
F.定值電阻/?3:額定電流為03A;G.開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干.區(qū)
AJr0
(1)用圖1所示電路測量電流表的內(nèi)阻%,則滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用3V15V
圖2
.(填"C”或"D”)
3
(2)將開關(guān)S1、S2都斷開,連接好實(shí)物圖,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻達(dá)到最大后,接通開關(guān)
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表G的示數(shù)為0.9mA;再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱品的阻值為
3000時(shí),電流表G的示數(shù)為0.6mA,則電流表G的內(nèi)阻為Q.
(3)雙量程電壓表的電路原理圖如圖2所示,則電路中電阻箱R。應(yīng)取阻值為Q;定值電
阻&的阻值為.Q.
5.現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G(表頭),滿偏電流為50juA,內(nèi)阻約為800~850Q,把
它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表,可供選擇的器材有:
滑動(dòng)變阻器飛,最大阻值20C;
滑動(dòng)變阻器乙,最大阻值100AQ;
電阻箱R,最大阻值9999。;
定值電阻Ro,阻值1履2;
電池E”電動(dòng)勢(shì)1.5V;電池電動(dòng)勢(shì)
有電池內(nèi)阻不計(jì));標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿
單刀單擲開關(guān)$和S?;單刀雙擲開關(guān)S3
(1)采用如圖1
滑動(dòng)變阻器為,選用的電池為.
(2)將G改裝成兩量程電流表,現(xiàn)有兩種備選電路,如圖2、3所示,
圖為合理電路,另一電路不合理的理由是
(3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(duì)(僅核對(duì)1mA量
程),在圖4方框中畫出所用電路圖,圖中待核對(duì)的電流表符號(hào)用大來表示.
6.某實(shí)驗(yàn)小組欲將微安表G改裝成一個(gè)量程為0?3mA的電流表,并用標(biāo)準(zhǔn)電流表A進(jìn)行校
準(zhǔn),可選用的器材有:
微安表G(量程為0-500M,內(nèi)阻為900Q)
電阻箱R(最大阻值為999.9。)
標(biāo)準(zhǔn)電流表A(量程為0?3mA,內(nèi)阻約為200Q)
兩個(gè)保護(hù)電阻(&=200c,R2=20。)
滑動(dòng)變阻器R油(阻值范圍0?10。)
滑動(dòng)變阻器R滑2(阻值范圍。?500。)
電源(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V)
開關(guān)、導(dǎo)線若干.
回答下列問題:
(1)將微安表G改裝成量程為。?3mA的電流表時(shí)應(yīng)將電阻箱R與微安表G(填“并”
或“串”)聯(lián),電阻箱R的阻值應(yīng)為Q.
(2)在校準(zhǔn)改裝后的電流表時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填“R滑」或“R滑2”)?
(3)在校準(zhǔn)改裝后的電流表時(shí),保護(hù)電阻與其串聯(lián)起到保護(hù)作用,則保護(hù)電阻應(yīng)選(填
“或“).
(4)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出校準(zhǔn)改裝后的電流表的電路圖.
(5)在校準(zhǔn)改裝后的電流表的過程中發(fā)現(xiàn),每次微安表G的指針偏角都比標(biāo)準(zhǔn)電流表A的偏
角略大,原因是調(diào)節(jié)電阻箱阻值時(shí)出現(xiàn)失誤,則電阻箱接入的阻值比理論計(jì)算值略(填
“大”或“小”).
5
答案
1.(1)黑;2(2)%;%;295(3)300
解析:(1)由題圖可知,A表筆與電源E的正極相連,因此A為黑表筆,測電壓時(shí),所在支路
不能含有內(nèi)接電源因此要將轉(zhuǎn)換開關(guān)接到2位置.
2)對(duì)于歐姆表,中值電阻等于其內(nèi)阻,可知R內(nèi)=150。,而電源電動(dòng)勢(shì)為L5V,所以最大電
流/=g=10mA,則電流表選擇4,改裝歐姆表時(shí),電路需要接入一個(gè)調(diào)零電阻,由于歐姆
150
E
表內(nèi)阻為R內(nèi)=150。,當(dāng)歐姆表滿偏時(shí)/?滑二一-RA=145Q,則動(dòng)變阻器選擇/?1,當(dāng)改裝為
量程為0?3V的電壓表時(shí),應(yīng)串聯(lián)個(gè)阻值為R=U二:凸=3二黑尸=295Q的定值電阻.
11p
⑶若歐姆表指針指在已處,此時(shí)電流為/=上4,所以待測電阻&=£-/?內(nèi),解得
33g"/咕
號(hào)=3000.
2.(1)如圖所示(2)10;30(3)1600(4)小于
解析:(1)實(shí)物電路連接如答圖所示
⑵由題意可知/?=4mA,Ih=16mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知,開關(guān)S2接。時(shí)有底人=(/“-4)(/?,+&),開關(guān)S2接匕
時(shí)有Ig(Rg+&)=(4—4)鳥,聯(lián)立解得/?,=10Q,R2=30C.
(3)由題可知用16mA的標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián)校準(zhǔn)改裝的16mA電流表時(shí),校準(zhǔn)的最小刻度值為
p
1mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律/=工,可知電路中總電阻最大為15000,由于最大電阻要達(dá)到
R
15000,則滑動(dòng)變阻器要選擇1600。.
(4)改裝后電流表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大,說明流過表頭的電流偏大,則實(shí)際電阻偏
小,故小于1200.
6
3.(1)如圖1所示;A;如2圖所示(2)50;大于
解析:(1)①根據(jù)電路圖,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,微安表與
電阻箱串聯(lián)后與電壓表并聯(lián),實(shí)物圖連線如答圖1所示.②微安表改裝為3V電壓表,串聯(lián)電
阻后的總電阻應(yīng)為尺總=包3=1x1(/。,而題中電阻箱的電阻與表頭的內(nèi)阻只有
300x10-6
99Q+999.9Q,遠(yuǎn)小于IxlO4c,而選項(xiàng)中給出的定值電阻的最大阻值為1100C,若將其與
表頭、電阻箱串聯(lián),總阻值99+999.9+1100=2198.9C<lxl()4c,故串聯(lián)定值電阻無法滿
足題意,則需要對(duì)表頭并聯(lián)一個(gè)電阻,電路如答圖2所示,且并聯(lián)的定值電阻滿足電阻箱最大
3-1R
阻值&=999.9>-~,求得七<11。,結(jié)合選項(xiàng)可知A正確.
,I小&
L+-
sR.
(2)①由于要求從零開始校準(zhǔn)且方便調(diào)節(jié)電壓,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法且選用小電
阻50Q.②在閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)靠近a端,這樣可以從0刻度起對(duì)每個(gè)刻
度進(jìn)行校對(duì)且能避免開關(guān)閉合時(shí)燒壞電路;③改裝后的電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏
小,說明流過表頭G的電流偏小,則實(shí)際電阻偏大,故其實(shí)際阻值應(yīng)大于990.
4.(1)C(2)150(3)2850;12
解析:(1)由題圖1電路圖及(2)間可知,測量電流表的內(nèi)阻應(yīng)用的是半偏法,閉合開關(guān)$2
時(shí)認(rèn)為電路總電流不變,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大,閉合開關(guān)52時(shí)電路總電流變化越
小,實(shí)驗(yàn)誤差越小,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選擇阻值大的滑動(dòng)變阻器,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇C;
⑵閉合開關(guān)S2后認(rèn)為電路總電流不變,電流表示數(shù)為0.6mA,則流過電阻箱的電流為
0.9mA-0.6mA=0.3mA,由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,電阻箱阻值為電流表內(nèi)阻的2倍,則電流表內(nèi)阻
%=8=1500;
g2
⑶由題圖2可知,當(dāng)量程為q=3V時(shí),接入的電阻G=2850。,當(dāng)量程為4=
'g
15V時(shí),&="_々_%=120.
7
5.(1)R2;E3(2)2因?yàn)閳D3電路在通電狀態(tài)下,更換量程時(shí)會(huì)造成兩個(gè)分流電阻都
未并聯(lián)在表頭兩端,以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞(3)電路如圖所示.
E
解析:(1)設(shè)電池的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,則電流表滿偏電流為/,=---,
&r+R+Rg
,根據(jù)半偏法的實(shí)驗(yàn)要求/?>>/?,這樣才有乙。二,當(dāng)加閉合時(shí),R'和4并聯(lián),并
聯(lián)后總阻值R<并Rg<<R,這樣才有加閉合后電路總電流幾乎不變,仍然近似等于玄,調(diào)節(jié)
/?’使電流表半偏,所以流過”的電流也為g/,,此時(shí)從上述原理可知,加斷開與閉
合,近似認(rèn)為干路中電流不變,前提是R?R,,故實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)滿足:①
電池電動(dòng)勢(shì)盡可能大,②R盡可能大,所以滑動(dòng)變阻器選量程較大的&,
電池選用電動(dòng)勢(shì)較大的&-
(2)題圖2電路較合理,因?yàn)轭}圖3電路在通電狀態(tài)下,更換量程時(shí)會(huì)造
成兩個(gè)分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端,以致通過表頭的電流超過其滿
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