高中物理会考知识点汇编(第10章 磁场)优秀版
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高中物理会考知识点汇编(第10章磁场)优秀版
第十章磁场
一、磁场:
1、磁场的基本性质:磁场对方入其中的磁极、电流有磁场力的作用;
2、磁铁、电流都能能产生磁场;
3、磁极和磁极之间,磁极和电流之间,电流和电流之间都通过磁场发生相互作用;
4、磁场的方向:磁场中小磁针北极的指向就是该点磁场的方向;
二、磁感线:在磁场中画一条有向的曲线,在这些曲线中每点的切线方向就是该点的磁场方向;
1、磁感线是人们为了描述磁场而人为假设的线;
2、磁铁的磁感线,在外部从北极到南极,内部从南极到北极;
3、磁感线是封闭曲线;
三、安培定则:
1、通电直导线的磁感线:用右手握住通电导线,让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向;
2、环形电流的磁感线:让右手弯曲的四指和环形电流方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上磁感线的方向;
3、通电螺旋管的磁场:用右手握住螺旋管,让弯曲的四指方向和电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向;
四、地磁场:地球本身产生的磁场;从地磁北极(地理南极)到地磁南极(地理北极);
五、磁感应强度:磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
1、磁感应强度的大小:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值,叫磁感应强度。
B=F/IL2、磁感应强度的方向就是该点磁场的方向(放在该点的小磁针北极的指向)3、磁感应强度的国际单位:特斯拉T,1T=1N/A。
m六、安培力:磁场对电流的作用力;1、大小:在匀强磁场中,当通电导线与磁场垂直时,电流所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积。
2、定义式F=BIL(适用于匀强电场、导线很短时)3、安培力的方向:左手定则:伸开左手,使大拇指根其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。
七、磁铁和电流都可产生磁场;
八、磁场对电流有力的作用;
九、电流和电流之间亦有力的作用;(1)同向电流产生引力;(2)异向电流产生斥力;十、分子电流假说:所有磁场都是由电流产生的;十一、磁性材料:能够被强烈磁化的物质叫磁性材料:(1)软磁材料:磁化后容易去磁的材料;例:软铁;硅钢;应用:制造电磁铁、变压器、(2)硬磁材料:磁化后不容易去磁的材料;例:碳钢、钨钢、制造:永久磁铁;十二、磁场对运动电荷的作用力,叫做洛伦兹力
1、洛仑兹力的方向由左手定则判断:伸开左手让大拇指和其余四指共面且垂直,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指为正电荷运动方向(与负电荷运动方向相反)大拇指所指方向就是洛仑兹力的方向;
(1)洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。
(2)洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小
(3)洛伦兹力永远不做功。
2、洛伦兹力的大小
(1)当v平行于B时:F=0 (2)当v垂直于B时:F=qvB
物理选修3-1经典复习
一、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中的点电荷){F:点电荷间的作用力(N);×109N•m2/C2;Q1、Q2:两点电荷的电量(C);r:两点电荷间的距离(m);作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理);q:检验电荷的电量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=U AB/d {U AB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7.电势与电势差:U AB=φA-φB,U AB=W AB/q=ΔE P减/q
8.电场力做功:W AB=qU AB=qEd=ΔE P减{W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),U AB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m);ΔE P减:带电体由A到B时势能的减少量}
9.电势能:E PA=qφA{E PA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}
10.电势能的变化ΔE P减=E PA-E PB{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的减少量}
11.电场力做功与电势能变化W AB=ΔE P减=qU AB(电场力所做的功等于电势能的减少量)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}
13.平行板电容器的电容C=εS/(4πkd)(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔE K增或qU=mV t2/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) :
类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)
垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot
平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m =q U /m
注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
(3)常见电场的分布要求熟记;
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=1012×10-19J;
(8)其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面
二、恒定电流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r +R)或E=Ir+ IR(纯电阻电路);
E=U内+U外;E=U外+ I r ;(普通适用)
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
和非纯电阻电路
8.电源总动率P总=IE;电源输出功率P出=IU;电源效率η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联:串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
10.欧姆表测电阻
11.伏安法测电阻
1、电压表和电流表的接法
2、滑动变阻器的两种接法
注:(1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mV;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。
(3)串联时,总电阻大于任何一个分电阻;并联时,总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(4r);
三、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量, B =Φ/S,是矢量,单位(T),1T=1N/(A•m)
2.安培力F=BIL (注:I⊥B) ;{B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下
(a) f洛=F向=mV2/r=mω2r=m (2π/T)2r=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;
(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);
(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=弦切角的二倍)
注:
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;
(3)其它相关内容:地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料
第一章.运动的描述
考点五:运动图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
1.理解图象的含义
(1)x-t图象是描述位移随时间的变化规律
(2)v—t图象是描述速度随时间的变化规律
2.明确图象斜率的含义
(1)x-t图象中,图线的斜率表示速度
(2)v—t图象中,图线的斜率表示加速度
第二章.匀变速直线运动的研究
考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理
1. 基本公式
(1) 速度—时间关系式:at v v +=0 (2) 位移—时间关系式:202
1at t v x +
= (3) 位移—速度关系式:ax v v 22
02=-
三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x 、v 、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同, 解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论
(1) 平均速度公式:()v v v +=
02
1
(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:()v v v v t +=
=02
2
1
(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:2
2
2
02
v v v x +=
(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T )内位移之差为常数(逐差相等):
()2aT n m x x x n m -=-=∆
考点二:对运动图象的理解及应用
1. 研究运动图象 (1) 从图象识别物体的运动性质 (2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义 (4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5) 能说明图象上任一点的物理意义
2. x -t 图象和v —t 图象的比较
如图所示是形状一样的图线在x -t 图象和v —t 图象中,
1.“追及”、“相遇”的特征
“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
两物体恰能“相遇”的临界条件是两物体处在同一位置时,两物体的速度恰好相同。
2.解“追及”、“相遇”问题的思路
(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中
(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程 (4)联立方程求解
3. 分析“追及”、“相遇”问题时应注意的问题
(1) 抓住一个条件:是两物体的速度满足的临界条件。
如两物体距离最大、最小,
恰好追上或恰好追不上等;两个关系:是时间关系和位移关系。
(2) 若被追赶的物体做匀减速运动,注意在追上前,该物体是否已经停止运动 4. 解决“追及”、“相遇”问题的方法 (1) 数学方法:列出方程,利用二次函数求极值的方法求解 (2) 物理方法:即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后
列出方程求解
考点四:纸带问题的分析
1. 判断物体的运动性质
(1) 根据匀速直线运动特点x=vt ,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判断物体做匀
速直线运动。
(2) 由匀变速直线运动的推论2
aT x =∆,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等,则说明物体做匀变速直线运动。
2. 求加速度
(1) 逐差法
()()
2
1234569T x x x x x x a ++-++=
(2)v —t 图象法
利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论,求出各点的瞬时速度,建立直角坐标系(v —t 图象),然后进行描点连线,求出图线的斜率k=a.
第十章恒定电流
电路基本规律串联电路和并联电路
知识要点:
1.部分电路基本规律
(1)形成电流的条件:一是要有自由电荷,二是导体内部存在电场,即导体两端存在电压。
(2)电流强度:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值,叫电流
强度:I
q
t =。
(3)电阻及电阻定律:导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,定义式R
U
I
=;在温
度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与导体的长度成正比,与导体的横截面S成反比,
跟导体的材料有关,即由导体本身的因素决定,决定式R
L
S
=ρ;公式中L、S是导体的几
何特征量,ρ叫材料的电阻率,反映了材料的导电性能。
按电阻率的大小将材料分成导体和绝缘体。
对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高对电阻率增大,导体的电阻也随之增大,电阻定律是在温度不变的条件下总结出的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能使用。
将公式R
U
I
=错误地认为R与U成正比或R与I成反比。
对这一错误推论,可以从两
个方面来分析:第一,电阻是导体的自身结构特性决定的,与导体两端是否加电压,加多大的电压,导体中是否有电流通过,有多大电流通过没有直接关系;加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直
接关系。
第二,伏安法测电阻是根据电阻的定义式R
U
I
=,用伏特表测出电阻两端的电压,
用安培表测出通过电阻的电流,从而计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法。
(4)欧姆定律
通过导体的电流强度,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,即I
U
R =,
要注意:
a:公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。
b:适用范围:适用于金属导体和电解质的溶液,不适用于气体。
在电动机中,导电的物质虽然也是金属,但由于电动机转动时产生了电磁感应现象,这时通过电动机的电流,也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定。
(5)电功和电功率:电流做功的实质是电场力对电荷做功,电场力对电荷做功电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能,因此电功W = qU = UIt,这是计算电功普遍适用
的公式。
单位时间内电流做的功叫电功率P
W
t
UI
==,这是计算电功率普遍适用的公式。
(6)电热和焦耳定律:电流通过电阻时产生的热叫电热。
Q = I2 R t这是普遍适用的电热的计算公式。
电热和电功的区别:
a:纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、白炽灯等。
b:非纯电阻用电器:电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的,发热是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。
在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W = UIt = I2Rt =U
R
t
2
是通
用的,没有区别。
同理P UI I R U R
===2
2
也无区别。
在非纯电阻电路中,电路消耗的电
能,即W = UIt 分为两部分:一大部分转化为热能以外的其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动将电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q = I 2R t 。
这里W = UIt 不再等于Q = I 2Rt ,而是W > Q ,应该是W = E 其他 + Q ,电功只能用W = UIt ,电热只能用Q = I 2Rt 计算。
2.串联电路和并联电路 (1)串联电路及分压作用 a :串联电路的基本特点:电路中各处的电流都相等;电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。
b :串联电路重要性质:总电阻等于各串联电阻之和,即R 总 = R 1 + R 2 + …+ R n ;串联电路中电压与电功率的分配规律:串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比,即:
U U R R U U R R P P R R P P R
R n n n 121212121====或;或总总总总
; c :给电流表串联一个分压电阻,就可以扩大它的电压量程,从而将电流表改装成一个
伏特表。
如果电流表的内阻为R g ,允许通过的最大电流为I g ,用这样的电流表测量的最大电压只能是I g R g ;如果给这个电流表串联一个分压电阻,该电阻可由
U I R R I g g
g -=串
或
R n R g 串=-()1计算,其中n U
I R g g
=
为电压量程扩大的倍数。
(2)并联电路及分流作用 a :并联电路的基本特点:各并联支路的电压相等,且等于并联支路的总电压;并联电路的总电流等于各支路的电流之和。
b :并联电路的重要性质:并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即
R R R R n
并…=+++-(
)111
121;并联电路各支路的电流与电功率的分配规律:并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比,即,
I I R R I I R R P P R R P P R R n n n n
12211221====或;或总总总总; c :给电流表并联一个分流电阻,就可以扩大它的电流量程,从而将电流表改装成一个安培表。
如果电流表的内阻是R g ,允许通过的最大电流是I g 。
用这样的电流表可以测量的最大电流显然只能是I g 。
将电流表改装成安培表,需要给电流表并联一个分流电阻,该电阻可由I R I I R R R R g g g g =-=
-()并并或11计算,其中 n I I g
=为电流量程扩大的倍数。
第十章恒定电流
电路基本规律串联电路和并联电路
知识要点:
1.部分电路基本规律
(1)形成电流的条件:一是要有自由电荷,二是导体内部存在电场,即导体两端存在电压。
(2)电流强度:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值,叫电流
强度:I
q
t =。
(3)电阻及电阻定律:导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,定义式R
U
I
=;在温
度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与导体的长度成正比,与导体的横截面S成反比,
跟导体的材料有关,即由导体本身的因素决定,决定式R
L
S
=ρ;公式中L、S是导体的几
何特征量,ρ叫材料的电阻率,反映了材料的导电性能。
按电阻率的大小将材料分成导体和绝缘体。
对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高对电阻率增大,导体的电阻也随之增大,电阻定律是在温度不变的条件下总结出的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能使用。
将公式R
U
I
=错误地认为R与U成正比或R与I成反比。
对这一错误推论,可以从两
个方面来分析:第一,电阻是导体的自身结构特性决定的,与导体两端是否加电压,加多大的电压,导体中是否有电流通过,有多大电流通过没有直接关系;加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直
接关系。
第二,伏安法测电阻是根据电阻的定义式R
U
I
=,用伏特表测出电阻两端的电压,
用安培表测出通过电阻的电流,从而计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法。
(4)欧姆定律
通过导体的电流强度,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,即I
U
R =,
要注意:
a:公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。
b:适用范围:适用于金属导体和电解质的溶液,不适用于气体。
在电动机中,导电的物质虽然也是金属,但由于电动机转动时产生了电磁感应现象,这时通过电动机的电流,也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定。
(5)电功和电功率:电流做功的实质是电场力对电荷做功,电场力对电荷做功电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能,因此电功W = qU = UIt,这是计算电功普遍适用
的公式。
单位时间内电流做的功叫电功率P
W
t
UI
==,这是计算电功率普遍适用的公式。
(6)电热和焦耳定律:电流通过电阻时产生的热叫电热。
Q = I2 R t这是普遍适用的电热的计算公式。
电热和电功的区别:
a:纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、白炽灯等。
b:非纯电阻用电器:电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的,发热是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。
在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W = UIt = I2Rt =U
R
t
2
是通
用的,没有区别。
同理P UI I R U R
===2
2
也无区别。
在非纯电阻电路中,电路消耗的电
能,即W = UIt 分为两部分:一大部分转化为热能以外的其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动将电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q = I 2R t 。
这里W = UIt 不再等于Q = I 2Rt ,而是W > Q ,应该是W = E 其他 + Q ,电功只能用W = UIt ,电热只能用Q = I 2Rt 计算。
2.串联电路和并联电路 (1)串联电路及分压作用 a :串联电路的基本特点:电路中各处的电流都相等;电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。
b :串联电路重要性质:总电阻等于各串联电阻之和,即R 总 = R 1 + R 2 + …+ R n ;串联电路中电压与电功率的分配规律:串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比,即:
U U R R U U R R P P R R P P R
R n n n 121212121====或;或总总总总
; c :给电流表串联一个分压电阻,就可以扩大它的电压量程,从而将电流表改装成一个
伏特表。
如果电流表的内阻为R g ,允许通过的最大电流为I g ,用这样的电流表测量的最大电压只能是I g R g ;如果给这个电流表串联一个分压电阻,该电阻可由
U I R R I g g
g -=串
或
R n R g 串=-()1计算,其中n U
I R g g
=
为电压量程扩大的倍数。
(2)并联电路及分流作用 a :并联电路的基本特点:各并联支路的电压相等,且等于并联支路的总电压;并联电路的总电流等于各支路的电流之和。
b :并联电路的重要性质:并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即
R R R R n
并…=+++-(
)111
121;并联电路各支路的电流与电功率的分配规律:并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比,即,
I I R R I I R R P P R R P P R R n n n n
12211221====或;或总总总总; c :给电流表并联一个分流电阻,就可以扩大它的电流量程,从而将电流表改装成一个安培表。
如果电流表的内阻是R g ,允许通过的最大电流是I g 。
用这样的电流表可以测量的最大电流显然只能是I g 。
将电流表改装成安培表,需要给电流表并联一个分流电阻,该电阻可由I R I I R R R R g g g g =-=-()并并或11计算,其中 n I I g
=为电流量程扩大的倍数。