专题辅导1电流表的改装及量程的扩大资料Word下载.docx

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图甲是一个量程为0～3mA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=10Ω.

（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0～3V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=0.5Ω,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.

①在右面方框内画出改表的电路图

②计算出接入电阻R的阻值

③简述理由,说明改装后的电流表的刻度是否均匀.

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=0.5Ω,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.

4.现在需要测量的电流大约在0.4A—0.5A之间,可是只有量程为0A—0.3A,内阻R1=5Ω的电流表和以下器材:

电压保持12V的电源一个,阻值在0Ω—50Ω的滑动变阻器一个,粗细不均匀的阻隔值为50Ω的电阻丝一根,开关一个,导线若干.

请把题目中量程为0A—0.3A的电流表改装成量程为0A—0.6A的电流表,要求:

①画出电路图②写出实验步骤

③写出理论上接入电路的电阻值④分析实际接入电路的电阻值与理论值有无差异

5.如图实－3－7所示，R1、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，S1、S2为开关，下列判断正确的是：

A．只闭合S1时，M、N间是一个电压表

B．S1、S2都闭合时，M、N间是一个电流表

C．只闭合S1时，M、N间是一个电流表

D．S1、S2都断开时，M、N间是一个电流表

2题参考答案：

①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.

②计算R的电阻：

若电流表的满偏电流为IA,电阻为RA,改装成的电压表的量程为U,则由IA=U/（RA+R）可得R的电阻值.

③给表盘重新标注示数:

若通过电流表的电流为I,改装成电压表两端的电压为U,则由I=U/（RA+R）的变形式U=I（RA+R）,可对表盘上的每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.

4.

（1）电路如图

（2）实验步骤:

①按电路连接实物,开关闭合前滑动变阻器调到阻值最大.

②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.

③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=5Ω

（4）

①当电流表单独与滑动变阻器串联接入电路,且电路电流为电流表满偏值I0时,则有:

R’=（U/I0）-R1=（12V/0.3A）-5Ω=35Ω

②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-I1R1）/R’=（12V-0.15A×

5Ω）/35Ω=0.32A

则电阻丝的实际电阻:

RX’=I1R1/（I-I1）=0.15A×

5Ω/（0.32A-0.15A）=4.4Ω

5.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S1时，既不能成为电流表也不能成为电压表，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]

　　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（0～200μA，内阻约2.5kΩ）2.电阻箱（0～9999.9Ω）

　　3.单刀单掷开关4.标准表（用万用表代替）

　　5.滑动变阻器（0～50Ω，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Ig，内阻为Rg。

若要将电流表量程扩大n倍，I＝nIg，则

　　IgRg＝IfRf＝（ｎ－１）IgRf

　应并联的分流电阻Rf＝Ｒｇ／（ｎ－１）

改装后电流表的内阻为ＲＡ＝RfＲｇ／（Rf＋Ｒｇ）＝ＩｇＲｇ／Ｉ。

　　本题，改装表头的满偏电流Ig＝200μA,内阻Rg＝2.5kΩ。

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

　　Rf＝Ｒｇ／（ｎ－１）＝2500Ω/4＝625Ω。

　　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，直到两个表都指示1mA为止。

把电流表改装为电压表

2．如图实－3－8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（　　）

图实－3－8

①Rg的测量值比真实值偏大

②Rg的测量值比真实值偏小

③并联的R并比公式R并′＝

计算出的R并′小

④并联的R并比公式R并′＝

计算出的R并′大

A．①③　　　　　　　　　B．②④

C．①④D．②③

解析：

待测电流表读数偏大，说明并联的分流电阻R0阻值偏大．由于IgRg＝（I－Ig）R0，所以R0＝

，可见，Rg测量值比真实值大时，按该式求出的R0值偏大．同样，在Rg测定准确的情况下，实际并联的R0比应该并联阻值

偏大，也会使待测电流表读数偏大．

C

3．图实－3－9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U1，电流图实－3－9

表读数为I1；

当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2.

（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝________.

（2）根据所给出的电路，在图实－3－10的各器件实物图之间画出连接的导线．

图实－3－10

（1）据电路分析，设电流表内阻为RmA.

S向电压表闭合时：

＝RmA①

S向R闭合时：

＝R＋RmA②

由①②两式解得：

R＝

－

.

（2）如图所示：

（1）

（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＝300μA，实验电路如图实－3－11甲所示．

图实－3－11

（1）部分实验步骤为：

a．按电路图接好电路，将R1、R2调节至最大；

b．断开S2，闭合S1，调节R1，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＝________Ω.

（3）按图实－3－11甲所示的电路，将图实－3－12中的器材连成实验电路．

图实－3－12

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．

（1）b.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Ig＝300μA、内阻未知的电流表

G改装成电压表并进行核对．

（1）利用如图实－3－13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S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；

图实－3－13

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

，读出此时R′的阻值为450Ω，则电流表内阻的测量值为

________．

（2）将该表改装成量程为3V的电压表，需________（填“串联”或“并联”）阻值为R0＝________Ω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－3－14中将实物连接．

图实－3－14

（1）闭合S1，断开S2时，根据闭合电路欧姆定律E＝IgR总得：

总电阻R总＝

＝

Ω，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Ig，根据并联电路的电流分配关系．

有

IgRg＝

IgR′，则Rg＝

＝150Ω.

（2）将该电流表改装成电压表的电路，则U＝Ig（Rg＋R0），解得R0＝

－Rg＝9850Ω

即应串联的分压电阻为9850Ω.

（3）核对的实验电路如图（a）所示，实物连接如图（b）所示．

（1）150Ω　

（2）串联　9850　（3）见解析图

6．现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50μA，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表．

可供选择的器材有：

滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；

滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；

电阻箱R′，最大阻值9999Ω；

定值电阻R0，阻值1kΩ；

电池E1，电动势1.5V；

电池E2，电动势3.0V；

电池E3，电动势4.5V（所有电池内阻均不计）；

标准电流表A，满偏电流1.5mA；

单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，导线丝及导线若干．

图实－3－15

（1）采用如图实－3－15甲所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为__________；

选用的电池为________．

（2）将G改装成两量程电流表．现有两种备选电路，如图实－3－15中图乙和图丙所示．图________为合理电路，另一电路不合理的理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A′来表示．

（1）R2（或最大阻值100kΩ）　E3（或电动势4.5V）

（2）乙　图丙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏

（3）见下图：

7．要将量程为10mA的电流表改装为量程为10V的电压表（电流表内阻Rg约为200Ω）．除此电流表外，还有下列器材：

A．电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计的干电池一节

B．量程为15V的标准电压表

C．学生电源

D．标准电阻：

150Ω

E．电阻箱0～9999.9Ω

F．滑动变阻器0～100Ω，1A

G．电键、导线若干

（1）在下面的方框中画出实验电路图．

（2）写出改装和校对电表的主要步骤：

（3）计算电流表内阻的表达式为________；

将电流表改装成电压表，串联电阻箱所取阻值的计算式为____________．

（1）如图所示

（2）①按照图甲所示连接电路．闭合S1和S2，读出电流表读数I1，断开S2，读出电流表读数I2，计算出电流表电阻Rg；

得E＝I1Rg，E＝I2（Rg＋R）

故Rg＝

②根据改装电压表的量程计算串联电阻R的大小；

设改装后量程为U，则U＝Ig（Rg＋R）

－Rg.

③在电阻箱上取R大小的阻值，将电阻箱与电流表串联得到改装电压表；

④按照图乙所示连好电路，通过移动滑动变阻器的滑动触头改变电压，将改装表逐格与标准表比较校对．

（1）、

（2）见解析　（3）Rg＝

　R＝

－Rg