高三物理电表的改装
高三物理电表的改装
B.电流表A1(量程200A,内阻约为500) C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为3) D.定值电阻R0(阻值10K) E.电阻箱R′(最大阻值9999 )
F.滑动变阻器R(最大阻值100)
G.电源E(电动势3V) H.开关S
(1)测量小量程电流表G的内阻.为了尽量减小误 差,要求测量多组数据,所提供的电流表中,应选 用 B (填写字母代号), 请在图1的虚线框中 画出符合要求的实验电路图(其中电源、开关及连 线已画出).
一、电流表量程的扩大 ——并联一个小电阻
由 ( I - Ig ) R= Ig Rg
I-Ig R
R I g Rg
I Ig
若I =n Ig ,则
I
R I g Rg Rg I Ig n1
Ig
G Rg
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω,满偏电流为
Ig=100μA,怎样把它改装成量程为10mA的电流表?
动变阻器为______R_2___;选用的电池 为_____E_3____。
G R
S2 R′
S1
E
图1
(2)将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路, 示于图2和图3 。图________2__为合理电路,另一电路 不合理的理由是 ___图__3_的__电__路__更__换__量__程__时_ 会。使分流 电阻都未并在表头上,以致流过表头的电流过大而损坏.
Байду номын сангаас
电压表?
解: Ug=IgRg=0.1V n=U/Ug=30 ∴R=(n-1)Rg=29000 Ω=29 kΩ
四、双量程电压表 如甲、乙图示是一个双量程电压表, Ig=1mA,Rg=100 Ω,计算R1和R2的阻值。
高中物理电表的改装
记下此时电阻箱阻值为R2(如图22所示).
图22
电压表应选____A____,滑动变阻器应选___C_____.(填字母代号)
电阻箱的读数R2=__4__6_5_3__ Ω,待测微安表的内阻Rg=__2__1_5_3__ Ω.
命题点三 电阻测量的方法
图21
(1)按图21甲所示电路图将图乙中的实物连线. 答案 见解析图
解析 根据电路图,实物连线如图所示
(2)实验过程为:合上开关S,先调节R使电压表读数
为U,再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变),使微
安表指示为满偏,记下此时电阻箱阻值为R1=8 056 Ω;
然后再调节R,使电压表读数为 2 U,再调节电阻箱 3
图17
解析 当标准毫安表示数为16.0 mA时,对应的微安表读数为160 μA,说明量 程扩大了100倍,因此所改装的电表量程是25 mA,选项C正确.
(3)产生上述问题的原因可能是___A_C____.(填正确答案标号) A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω C.R值计算错误,接入的电阻偏小 D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的13,并能测量多组数据,请在 虚线框中画出测量电阻 Rx 的实验电路图.
答案 见解析图
解析 电路中的最大电流为 Im=6060VΩ=0.01 A, 电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定 值电阻改装成电流表,电压表选择V2即可,要 求测量多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,
例7 为测量某微安表G(量程200 μA,内阻大约2 200 Ω)的内阻,有以下器材可
高中物理复习之知识讲解 电学实验:电表的改装
物理总复习:电学实验:电表的改装 电阻的测量 练习使用多用电表【考纲要求】1、知道电流表、电压表是由表头改装而成的,知道其改装原理及其在电路中对电路结构的影响;2、知道知道伏安法侧电阻的两种电路的区别;3、知道电学实验仪器的基本选用原则,会对简单的实验进行设计及电路实物图的连接;4、知道几种测电阻的拓展方法;5、知道多用电表的表盘、欧姆档的内部结构,理解其工作原理;6、能用多用电表探测黑箱电学元件。
【考点梳理】考点一、电表的改装 1、电流表(表头)小量程的电流表G 是我们常说的“表头”,电流表G 的主要参数有三个: ①电流表G 的电阻g R ,通常叫做电流表的内阻;②指针偏转到最大刻度时的电流g I ,叫做电流表G 的满偏电流,也叫电流表G 的量程; ③电流表G 通过满偏电流时加在它两端的电压g U 叫做满偏电压,也叫电压量程。
由欧姆定律g g g U I R =可知,电流表G 的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2、电压表的改装要点诠释:电流表G 的电压量程g g g U I R =,当改装成量程为U 的电压表时,应串联一个电阻R ,因为串联电阻有分压作用,因此叫做分压电阻, 如图所示。
电压扩大量程的倍数gU n U =由串联电路的特点得g g g U I R I R =+ 解得(1)g g g g g g g gUR U U R R R R I I R U =-=-=- 即电压扩大量程的倍数为n 时,需要串联的分压电阻(1)g R n R =- 电压表的总电阻V g R R R =+。
3、电流表的改装要点诠释:电流表G 的量程为g I ,当改装成量程为I 的电流表时,应并联一个电阻R ,因为并联电阻R 可以起到分流作用,因此叫做分流电阻, 已知电流表G 满偏电流为g I ,扩大量程的电流表满偏 电流为I ,如图所示。
扩大量程的倍数gI n I =由并联电路的特点得()g g g I R I I R =-所以 1g g g gI R R R I I n ==--即电流扩大量程的倍数为n 时,需并联的分流电压为1g R R n =-。
高中物理电路++电表的改装
电表改装实例
电流表改装实例
将两个相同规格的电流表并联起 来,可以扩大其测量范围。例如 ,将两个0.6A的电流表并联起来 ,可以测量最大为1.2A的电流。
电压表改装实例
将两个相同规格的电压表串联起 来,可以扩大其测量范围。例如 ,将两个10V的电压表串联起来 ,可以测量最大为20V的电压。
02 电表改装实验操 作
04 电表改装的实际 应用
电表改装的实际应用场景
实验室测量
在物理实验室中,电表改装可以 用于测量电流、电压、电阻等电 学量,提高实验的精度和效率。
工业生产
在工业生产中,电表改装可以用 于监测和控制生产过程中的各种 电学量,保证生产的安全和稳定
。
电力系统
在电力系统中,电表改装可以用 于监测电网的电流、电压等参数
高中物理电路 电表的改装
汇报人: 202X-12-20
目录
• 电表改装原理 • 电表改装实验操作 • 电表改装结果分析 • 电表改装的实际应用
01 电表改装原理
电表改装目的
提高测量范围
适应特殊需求
通过改装电表,可以扩大电表的测量 范围,使其能够适应更大或更小的电 流或电压的测量。
根据实际应用需求,可以对电表进行 改装,以适应特殊环境或特殊设备的 测量需求。
实例3
通过数学模型法分析改装电表的误 差。根据电表改装原理建立数学模 型,通过计算模型参数,评估改装 电表的误差。
误差分析
系统误差
由于实验设备、测量方法等因素引起 的误差,可以通过改进实验设备和测 量方法来减小系统误差。
偶然误差
由于环境变化、操作不当等因素引起 的误差,可以通过多次测量求平均值 等方法来减小偶然误差。
电表改装的未来发展趋势
高中物理电表改装.总结
电表的改装“把电流表改装为电压表”是高中物理课本中的一个重要分组实验,本实验要求达到如下目的:学会把电流表改装为电压表的基本方法即加深对“串联分压”的理解,掌握测电表内阻的一种方法----半偏法,会设计校表电路。
近几年在一些正规化的考卷中,时有该实验的拓展及变形题,如:把“电流表改装成电流表”、“电压表改装成电流表”、“电压表改装成电压表”。
本文对这些情况加以概括、总结,以期对广大考生有所帮助。
1、电流表改装成电压表改装方案在电流表G上串联一个大阻值的定值电阻R,让其分压即可起到电压表的作用。
改装后的电压表的量程Um=(rg+R)Ig校表电路将改装后的电压表与标准电压表并联,利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。
题例巩固例1(2003年杭州调研卷)一电压表由电流表G与电阻R串联改成,如图示。
若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小些,那么应采用下列哪种措施加以改进()A、在R上串联一个比R小得多的电阻 C、在R上并联一个比R小得多的电阻B、在R上串联一个比R大得多的电阻 D、在R上并联一个比R大得多的电阻分析与解答:偏小的原因是改装后的电压表内阻偏大,这时可将R调小一些,使表头G上分取的电压大一些,其上指针偏大,对应改装电压表的电压示数就大些。
在R不变的情况下,在其两端并联一个大电阻,也可达到相同的效果,故本题答案为D。
2、电流表改装成电流表改装方案在电流表G上并联一个小阻值的定值电阻R,让其分流即可起到大电流表的作用。
改装后的电流表的量程Im=Ig+ Igrg/R=(rg+R)Ig/R校表电路将改装后的电流表与标准电流表串联,U mI g r g利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。
题例巩固例2(2004年天津理综卷)现有一块59C2型的小量程电流表G (表头),满偏电流50µA ,内阻约为800—850Ω。
把它改装成1mA 、10mA 的双量程的电流表。
可供选择的器材有:滑动变阻器R 1,最大阻值20Ω;滑动变阻器R 2,最大阻值100k Ω; 电阻箱R ,,最大值9999Ω;定值电阻R 0 ,阻值1k Ω;电源E 1,电动势为1.5V ;电源E 2,电动势为3.0V ;电源E 3,电动势为4.5V ;(所有电源内阻不计);标准电流表A ,满偏电流1.5mA ;单刀单掷开关S 1和S 2,单刀双掷开关S 3;电阻丝及若干导线。
高三物理电表的改装
G Ra Rb
G 10mA Rc S4
10mA
S3 1mA
-
1mA
Rd
图2
图3
A A′ Ro
R1
E1
S 图4
(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。
(3)如右图4所示:
11
gk001.2008年高考理综全国卷Ⅰ. 22、II.
5
四、双量程电压表 如甲、乙图示是一个双量程电压表, Ig=1mA,Rg=100 Ω,计算R1和R2的阻值。
解: 甲图 Ug= IgRg =0.1V,
n1=30
n2=150
R1=( n1 -1)Rg=2900 Ω
R2=( n2 -1)Rg=14900 Ω
G
R1
-
甲 3V
R2 15V
乙图 同样求出R1 R1=( n1 -1)Rg=2900 Ω
偏电流为50µA ,内阻约为800~850 Ω,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 ;
3
二、双量程电流表
如图示是一个双量程电流表,
Ig=0.5mA,Rg=200 Ω,计算R1和R2的阻值。
解:(R1+R2) (I1-Ig) = Ig Rg
①
Ig(Rg+ R2 )=(I2-Ig) R1
高中物理电学实验电表的改装
实验:把电流表改装成大量程电流表和电压表弥勒市第四中学张辉一、实验目的:1、用半偏法测电流表的内阻2、将电流表改装为电压表二、实验仪器电流计(表头)滑动变阻器开关电阻箱电源导线若干三、实验原理电表在电学测量中有着广泛的应用,因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。
电流计(表头)由于构造的原因,一般只能测量较小的电流和电压,如果要用它来测量较大的电流或电压,就必须进行该装,以扩大其量程。
万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装而来,在电路的测量和故障检测中得到了广泛的应用。
常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。
当电流通过线圈时,载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁,使线圈转动并带动指针偏转。
线圈偏转角度的大小与线圈通过的电流大小成正比,所以可由指针的偏转角度直接指示出电流值。
用Ig表示电流计(表头)的满偏电流,Ug表示电流计(表头)的满偏电压,Rg表示电流计的内阻,则Ug=IgRg 即:满偏电压等于满偏电流与内阻的乘积。
1、把内阻为Rg ,满偏电流为Ig 的电流计改装成量程为U 的电压表。
所谓改装成量程为U 的电压表,其实质就是在电流计的两端加上U 的电压电流计刚好满偏,如图1所示为即将要改装的电流计,但是我们不能直接把电压U 加在电流计两端,因为电流计的满偏电压Ug=IgUg 非常小会烧坏电流计。
为了使电流计两端加上U 的电压而使电流计刚好满偏,得在电流计上串联一个电阻R 来分压,如图2所示当串联一个电阻R 后,在电流计G 和R 电阻的两端加上U 的电压,在R 的阻值为某一值时,电流计G 两端的电压刚好为满偏电压Ug ,那么如图3所示 虚线框内电流计和电阻R 就可以看成是一个量程为U 的电压表。
R=3、把内阻为Rg ,满偏电流为Ig 的电流计改装成量程为I 的电流表,所谓改装成量程为I 的电流表,其实质就是在电流计的两端加上I 的电流,电流计刚好满偏,如图1所示为即将要改装的电流计,但是我们不能直接把电流I 加在电流计两端,因为电流计的满偏电流Ig 非常小会烧坏电流计,为了使电流计两端加上电流I 而使电流计满偏,得在电流计上并联上一个电阻R 来分流,如图4所示,当并联一个电阻R 后,在电流计G 和R 电阻的两端加上I 的电流,在R 的阻值为某一值时,电流计G 两端的电流刚Ig Rg图1Ig RgR 图2图3好为满偏电流Ig ,那么如图5所示 虚线框内电流计和电阻R 就可以看成是一个量程为I 的电流表。
电表改装高中物理知识点
电表改装是指对传统的电表进行改造,使其具有更多的功能和性能。
在这个过程中,我们需要运用一些高中物理的知识点来解决一些技术问题。
下面是一个关于电表改装的步骤思路。
第一步:了解电表的基本原理电表是用来测量电能消耗的设备,其基本原理是利用电流通过电表内部的线圈产生的磁场与外部磁场的相互作用来测量电能的消耗。
在这一步中,我们需要复习一些与电流、磁场、电能消耗相关的物理知识点,如安培定律、磁感应强度等。
第二步:确定改装的目标和功能在进行电表改装之前,我们需要明确改装的目标和所要增加的功能。
例如,我们可能需要增加通信功能,使电表能够通过网络传输数据;或者增加负荷监测功能,实时监测电器的用电情况。
在这一步中,我们需要考虑到电表的结构和原理,以及所需要的技术方案。
第三步:选择合适的传感器和控制器为了实现所需的功能,我们需要选择合适的传感器和控制器。
例如,如果我们需要增加负荷监测功能,我们可以选择合适的电流传感器和微控制器来实现。
在这一步中,我们需要考虑到传感器和控制器的性能参数,并选择适合的型号和规格。
第四步:设计电路和接口在选择好传感器和控制器后,我们需要设计电路和接口,将它们与电表的原有电路连接起来。
在这一步中,我们需要运用一些电路设计的知识点,如串并联电路、电阻分压等,来确保电路的正常工作。
第五步:测试和调试在完成电路设计后,我们需要进行测试和调试,确保改装后的电表能够正常工作。
在这一步中,我们需要运用一些实验和测量的知识点,如安全操作、电压电流测量等,来验证改装的效果。
第六步:优化和改进在测试和调试的过程中,我们可能会发现一些问题或不足之处。
在这一步中,我们需要运用一些物理和工程的知识点,如能量转换、电路优化等,来改进和优化电表的性能和功能。
通过以上的步骤思路,我们可以对电表进行改装,使其具有更多的功能和性能。
在这个过程中,我们需要运用许多高中物理的知识点来解决一些技术问题,并且需要运用一些实验和测量的知识点来验证改装的效果。
高考物理电表改装实验
高考试题中的电表改装实验一、电表、电表的改装原理1、灵敏电流表G(1)三个主要参数①内阻Rg:电流表线圈的电阻,大约几十欧到几百欧。
②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流,大约几十微安到几毫安。
③满偏电压Ug:电流表通过Ig 时两端的电压,大约零点几伏。
(2)三个参数间的关系:由欧姆定律可知Ug=IgRg 注意:电表就是电阻。
2、电压表(1)电压表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg ,当改装成量程为U 的电压表时,应串联一个电阻R 分去多余的电压U-Ug ,电阻R 叫分压电阻。
(2)电压表的内阻:Rv=Rg+R3、电流表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg ,当改装成量程为I 的电流表时,应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ,电阻R 叫分流电阻。
()g gg g g gU U U I R RU U R R Ug -==-=据串联电路的特点得:解得:G RI U g U G RI gU-Ug R()g g g gU I R I I R ==-据并联电路的特点得:U(2)电流表的内阻:R A =Rg ×R/(R+Rg)4、电流表改装成欧姆表①原理:闭合电路的欧姆定律②如图1所示,当红、黑表笔短接时,调节R ,使电流表的指针达到满偏电流,此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。
这时有:③当两表笔间接入电阻Rx 时,电流表的电流为:当Rx 改变时,Ix随着改变,将电流表表盘上Ix 处表上对应的Rx 值,就构成了欧姆表。
④中值电阻:欧姆表的内阻即为中值电阻R 中=R 内=R+Rg+r 因Ix 与Rx 不是线性关系,欧姆表表盘刻度不均匀。
二、滑动变阻器的两种接法1、限流接法如图2所示。
用电器Rx 的电压调节范围:电路消耗的总功率为:EI限流接法的选用原则:①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节, 只在小范围内变化,且待测电阻Rx 与R 接近时。
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时。
高考物理实验-电表的改装
电表的改装知识元电表的改装知识讲解一、灵敏电流计无论是电流表还是电压表的表头都是一个灵敏电流计,灵敏电流计是一个量程非常小的电流表,量程通常是几十至几百微安(μA),内阻较大通常在几十欧至几百欧之间.二、改装电表1.改成电流表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若使其量程扩大至I,则:电路图:并联电路电压相等:I g R g=(I-I g)R推导可得:R=2.改成电压表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若将其改装成量程为U的电压表,则:电路图:由欧姆定律得:U=I g(R g+R)推导可得:R=-R g例题精讲电表的改装例1.某探究小组为了研究用“半偏法”测电阻和改装电表,先用“半偏法”测量程为150μA的电流表A的内阻,后将电流表A改装成电压表。
(1)某同学首先采用如图甲所示的实验电路测量该电流表A的内阻R g,图中R0为滑动变阻器、R为电阻箱。
他按电路图连接好电路,将R0的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是_____(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)A.记下R的阻值B.调节R0的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度C.闭合S2,调节R0和R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半D.闭合S2,保持R0不变,调节R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱R的阻值为100Ω,则安培表的内阻R g=_____Ω;与电流表内阻的真实值R g′相比,R g___R g′(填“>”、“=”或“<”)(3)将上述电流表A改装成量程为3V的电压表,则需将电流表与阻值为_______Ω的电阻串联。
用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数大小为______V例2.某同学将一个量程为0~1V、内阻未知的电压表改装为0~3V的电压表。
(1)该同学首先进行了如下操作:①将多用电表档位调到电阻“×100”,再将红表笔和黑表笔____,进行调零;②将图a中多用电表的红表笔和电压表的_____(填“+”或“-”)接线柱相连,黑表笔与另一接线柱相连;③此时多用电表的示数如图b所示,则电压表的内阻为______Ω.若已知多用电表欧姆档表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数为_____V。
高中物理电路电表的改装
高中物理电路电表的改装一、引言在物理学中,电流、电压和电阻是基本的电学量。
然而,在实际的实验与测量中,我们通常需要使用各种电表来对这些量进行测量。
高中物理实验中,经常需要使用电流表、电压表和电阻表来进行电学量的测量。
这些电表如何工作?它们的改装原理又是什么?本文将对此进行探讨。
二、电表的工作原理1、电流表:电流表是用来测量电流的装置。
其工作原理是依据安培定律,即电流等于流过导线的磁通量与导线横截面积的乘积。
因此,电流表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
2、电压表:电压表是用来测量电压的装置。
其工作原理是依据电压的定义,即电压等于电位差。
因此,电压表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
3、电阻表:电阻表是用来测量电阻的装置。
其工作原理是基于欧姆定律,即电阻等于电压与电流的比值。
因此,电阻表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
三、电表的改装原理1、扩大量程:通过并联较小的电阻,可以使电流表的量程扩大。
这是因为并联电阻可以减小电流表的内阻,从而允许更大的电流通过。
同样的原理也适用于电压表和电阻表的改装。
2、改变量程:通过串联较大的电阻,可以使电流表、电压表和电阻表的量程改变。
这是因为串联电阻可以增加电表的内阻,从而改变电表的量程。
四、结论高中物理电路中的电表改装是实验中的重要环节。
理解电表的工作原理以及如何通过并联或串联电阻来改变其内阻和量程,对于我们进行实验和测量具有重要意义。
这也是对物理理论知识的重要实践,可以帮助我们更好地理解和掌握电学的基本概念和定律。
电表改装实验中电路设计及其电表校准研究在电表改装实验中,电路设计和电表校准是两个关键环节,直接影响到实验结果的准确性和稳定性。
本文将围绕这两个方面展开研究,探讨电路设计的基本原理、校准方法及其在实际应用中的优缺点。
引言在电学实验中,电表改装是一项基础而重要的实验技能。
然而,由于电路设计和电表校准的复杂性,该领域仍存在许多争议。
高考物理实验8、电表改装知识梳理
高考物理实验八、电表的改装原理与应用【实验目的】用灵敏电流计改装为较大量程电流表、电压表。
【电流计G 的原理和主要参数】电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用产生偏转的原理制成的,且指针偏角θ与电流强度I 成正比,即θ=kI ,故表的刻度是均匀的。
电流表的主要参数有:表头内阻R g :即电流表线圈的电阻满偏电流I g :即电流表允许通过的最大电流值,此时指针达到满偏;满偏电压U g :即指针满偏时,加在表头两端的电压,满偏电流I g 、内阻R g 、满偏电压U g 三者之间的关系为:U g =I g ×R g表头G 的满偏电压U g 和满偏电流I g 一般都比较小,测量较大的电压和较大的电流时,需要把小量程的表头G 加以改装。
【改装原理】(1)电流表的改装利用了并联电路分流的原理。
(2)电压表的改装利用了串联电路分压的原理。
电表的改装分析改装成电压表改装成电流表内部电路改装后的量程U =I g (R +R g )I =R +R g R I g量程扩大的倍数N =U U gN =I I g接入电阻的阻值R =UI g -R g =(N -1)R gR =I g R g I -Ig =RgN ―1改装后的总电阻R x =R g +R =NR gR x =RR g R +Rg=RgN 说明:改装后的电压表或电流表,虽然量程扩大了,但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流I 和满偏电压U ,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。
【电表教准】电流表改装成电压表后因为实验过程中有误差存在,所以改装后的电压表要和标准电压表进行校对。
(1)按图所示的电路图连接电路,并是变阻器R 2的滑片位于电阻R 2的最左端。
即U=0(2)改变R 2的阻值,使标准电压表的示数从0慢慢调起,观察电流计G 的示数与标准电压表的示数是否相等,若不相等则微微调动变阻器R 1的阻值,使两表示数相等。
高考物理电学实验专题1:电表的改装
电学实验专题1:电表改装1.电压表与电流表改装对比改装成电压表 改装成电流表 原理串联分压并联分流改装电路连接电阻大小 R 串=U RU g R g =(n -1)R gR 并=I g I R R g =R gn -1与扩程倍数n 的关系串联的电阻是原电表内阻的n-1倍并联的电阻是原电表内阻的1/(n-1)校准电路2.双量程电压表与电流表的原理(1)双量程电压表 如图1所示,对于量程U 1,由U 1I g =R g +R 1可得:R 1=U 1I g-R g ; 对于量程U 2,由U 2I g =R g +R 1+R 2可得:R 2=U 2I g-R g -R 1, 结合上述方程可得:R 2=U 2-U 1I g. (2)双量程电流表 如图2所示,对于量程I 1,电阻R 1、R 2串联而后与电流表并联, 可得:I 1-I g I g =R gR 1+R 2; 对于量程I 2,电流表先与R 2串联,而后与R 1并联, 可得:I 2-I g I g =R 2+R gR 1;结合上述两方程可得:R1=I1I g R gI2(I1-I g);R2=(I2-I1)I g R gI2(I1-I g).例(2016·海南)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路.(1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 Ω.R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=________ Ω,R2=________ Ω,R3=________ Ω.(2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准.所用电池的电动势E为5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ.为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器.(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近________(填“M”或“N”)端.(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值________(填“大于”或“小于”)900 Ω.【答案】(1)100910 2 000(2)50(3)M(4)大于【解析】(1)根据题意,R1与表头G构成量程为1 mA的电流表,则:I g R g=(I-I g)R1,整理:R1=100 Ω;若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为 1 V,则R2=U ab-I g R gI=1-0.091×10-3Ω=910 Ω;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为 3 V,则R3=U ac-I g R g-IR2I=3-0.09-1×10-3×9101×10-3Ω=2 000 Ω.(2)电压表与之并联之后,电阻小于2 500 Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻.(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用.(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900 Ω.1.(2018·课标全国Ⅱ)某同学组装一个多用电表,可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA 和电压3 V两挡.回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分別是电流挡和电压挡的接线柱.(2)电阻箱的阻值应取R1=________ Ω,R2=________ Ω(保留到个位)答案 (1)如解析图所示 (2)100;2 910解析 (1)微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表.改装图如图所示:(2)当接o 、a 接线柱时当电流表用, 根据并联电路特点得:I g R g =(I -I g )R 1代入数据解得:R 1=I g R gI -I g =100×10-6×9001×10-3-100×10-6 Ω=100 Ω当接o 、b 接线柱时当电压表用, 根据串联电路的特点得:I g R g +IR 2=U解得:R 2=U -I g R g I =3-100×10-6×9001×10-3Ω=2 910 Ω.1.将满偏电流300μA g I =、内阻未知的电流表G 改装成电压表(1)利用如图所示的电路测量电流表G 的内阻(图中电源的电动势4V E =):先闭合1S ,调节R ,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合2S ,保持R 不变,调节'R ,使电流表指针偏转到满刻度的2/3,读出此时'R 的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值g R =________Ω。
高中物理电流表和电压表的改装
分压作用和电压表
1
如果被测电压U大于IgRg,通过电流 表的电流将超过Ig而把电流表烧毁.
如果给电流表串联一个分压电阻,分
担一部分电压,就可以用来测量较大
2
的电压了.加了分压电阻并在刻度盘
上标出电压值,就把电流表改装成了
电压表
有一个电流表,电阻Rg=1000Ω,满偏电流 Ig=100μA.要把它改装成量程是3V的电压表,应 该串联多大的电阻呢?
改装成电流表时,由并联分流
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压ห้องสมุดไป่ตู้分流在电压表和电流表 的应用
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演讲人姓名
常用的电压表和电流表 都是由小量程的电流表 改装而成的
G
+
电流表
主要部件 永久磁铁 可转动的线圈. 表头参数 线圈电阻Rg、满偏电流Ig. 工作原理 通电后,线圈在磁场力作用下带着指针偏转,指
分流作用和电流表
为了使电流表能够测量几个安培甚至更大 的电流,可以给它并联一个分流电阻,分 掉一部分电流,这样在测量大电流时通过 电流表的电流也不致超过满偏电流Ig
电阻Rg是1000Ω、满偏电流Ig是100μA的电流表,要改装成量程 为1A的电流表.我们很容易计算出应该并联多大的分流电阻.
重在总结才有进步
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分压与分流在电压表和电 流 表 中 的 应 用 ·典 型 题剖 析
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演讲人姓名
例1 有一块满偏电流Ig=1mA,线圈电 阻Rg=1kΩ的小量程电流表,(1)把它改 装成满偏电压U=10V的电压表;(2)把它 改装成满偏电流I=10mA的电流表.要求 画出电路图,算出有关数据.
2023届高考物理一轮复习专题课件 电表的改装
A0 A
V
V0
s
s
读数看通过电流表的总电流或电压表两端总电压,
偏角看通过表头的电流。
问题:若用两个相同的表头分别改装两个量程不同的电压表, V1量程为0~3V, V2量程为0~15V,把他们串联起来使用,他 们的示数大小有什么关系?张角大小有什么关系?
V1
V2
分析内 部结构
从内部结构来看,两个表串联,电流相 同,由于是相同的表头改装的,所以张 角大小相同
内部电路
改装成电压表V
扩大后的量程 电阻R的作用 电阻R的数值 电表的总内阻
U
分压
R =UI g-R g=(n -1)R g
RV=R
g+R
=U Ig
改装成电流表A
I 分流 R=II-gRIgg=nR-g1 RA=RR+RRg g=IgIRg
四、电表校准的示数和偏角问题
(1)改装的实质:电表改装是在表头的外部串联或并联电阻,表头 的内部结构保持不变(它的三个特征量Ug、Ig、Rg 不变), 指针的偏角θ与通过电流表的电流I始终成正比,
3.表盘示数改装: U = Ig (Rg R) Ig
0
0
1 mA 2 V
3
3
【例题1】如图甲所示是一个双量程电压表, Ig=1mA,Rg=100 Ω,计
算R1和R2的阻值。
G
答案:2900 Ω;14900 Ω
R1
R2
-
3V 15V
解题思路:
甲
(1)先求量程扩大后的倍数n
(2)根据公式R=(n-1)Rg
专题 电压表和电流表的改装
Ig
Rg
R
G
Ug
UR
U
IR R
高三物理第一轮复习电表的改装;闭合电路的欧姆律
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:电表的改装;闭合电路的欧姆律【本讲信息】 一. 教学内容: 1. 电表的改装2. 闭合电路的欧姆律 【要点扫描】 电表的改装〔1〕灵敏电流表〔也叫灵敏电流计〕:符号为,用来测量微弱电流,电压的有无和方向. 其主要参数有三个:①内阻R g . ②满偏电流I g :即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流,也叫灵敏电流表的电流量程. ③满偏电压U g :灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压. 以上三个参数的关系U g = I g R g . 其中I g 和U g 均很小,所以只能用来测量微弱的电流或电压.〔2〕电流表:符号,用来测量电路中的电流,电流表是用灵敏电流表并联一个分流电阻改装而成. 如下图为电流表的内部电路图,设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/I g ,由并联电路的特点得:I g ·R g =〔I -I g 〕R,1g g g gI R R R I I n ==--内阻g g AgRR R rR R n==+,由这两式子可知,电流表量程越大,R g 越小,其内阻也越小.〔3〕电压表:符号,用来测量电路中两点之间的电压. 电压表是用灵敏电流表串联一个分压电阻改装而成,如下图是电压表内部电路图. 设电压表的量程为U ,扩大量程的倍数为n=U/U g ,由串联电路的特点,得:U=U g +I g R, I g =U g /R g , ()11g g gU R R n R U⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭电压表内阻Vg grR R nR =+=,由这两个式子可知,电压表量程越大,分压电阻就越大,其内阻也越大.〔4〕半值分流法〔也叫半偏法〕测电流表的内阻,其原理是: 当S 1闭合、S 2翻开时:ε=+)R r (I 1g g 当S 2再闭合时:ε=+1R G U U ,ε=⨯⋅++⋅12g g g g g R )R 2r I I 21(r I 21 联立以上两式,消去ε可得:211122R R r R r R I g g g ⋅++=+ 得:2121R R R R r g -= 可见:当R 1>>R 2时, 有:2R r g =〔5〕非理想电表对电路的影响不能忽略,解题时把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器.①用电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电压,由于电压表内阻不可能无限大,因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小,表的内阻越大,表的示数越接近于实际电压值.②用电流表测得的电流,实质上是被测量的支路〔或干路〕串联一个电阻〔即电流表内阻〕后的电流.因此,电流表内阻越小,表的示数越接近于真实值.闭合电路的欧姆律一、电源1. 电源是将其它形式的能转化成电能的装置.2. 电动势:非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,ε=W/q。
高中物理 2-3电表的改装详解
高中物理| 2-3电表的改装详解欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。
2、表达式:3、注意:①式子中的三个量R、U、I必须对应着同一个研究对象②大量实验表明,欧姆定律适用于纯电阻电路(金属、电解液等),对于气体导电不适用。
1 kΩ=103Ω1 MΩ=106Ω导体的伏安特性曲线在实际应用中,常用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的图象叫做导体的伏安特性曲线。
串联电路和并联电路1电流串联电路各处的电流相等。
并联电路的总电流等于各支路电流之和。
2电压串联电路两端的电压等于各部分电路电压之和。
并联电路的总电压与各支路的电压相等。
3电阻串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
电压表和电流表常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
从电路角度看,表头就是一个电阻,同样遵循欧姆定律。
表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来。
电流表G的电阻叫做电流表的内阻。
指针偏转到最大刻度时的电流I g叫做满偏电流。
电流变G通过满偏电流时,加在它两端的电压叫做满偏电压U g,由欧姆定律可知,U g=I g R g。
电表改装1表头三个参数表头电阻R g,满偏电流i g,满偏电压U g2电流表改装电压表串联电阻R的作用是分担一部分电压,做这种用途的电阻常常称为分压电阻。
3电流表改装大量程电流表并联电阻R的作用是分去一部分电流,做这种用途的电阻常常称为分流电阻。
表头的满偏电压和满偏电流一般都比较小,测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表;测量较大的电流时则要并联一个电阻,把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
习题演练1. 某导体两端的电流随其两端的电压的变化如图所示,则下列说法正确的是()A 加5V的电压时,导体的电阻是0.2ΩB 加12V电压时,导体的电阻是8ΩC 有图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小。
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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 ;
(1)采用如图1所示电路测量表头的 内阻,为提高测量精确度,选用的滑
电压表?
解: Ug=IgRg=0.1V n=U/Ug=30 ∴R=(n-1)Rg=29000 Ω=29 kΩ
四、双量程电压表 如甲、乙图示是一个双量程电压表, Ig=1mA,Rg=100 Ω,计算R1和R2的阻值。
解: 甲图 Ug= IgRg =0.1V,
n1=30
n2=150
R1=( n1 -1)Rg=2900 Ω
②测得电流表G内阻为Rg,把它改装成量程为UV的 电压表,需要 串 联(填“串”或“并”)一个电阻
Rx,RxU=V I g Rg
。
③把改装好I g的电压表与标准电压表进行逐格校对,试
在方框内画出校对电路图。改装及校准所用器材的实
物如右图2所示, 试在所给的实物图中画出连接导线。
G R0
G
V
图4
A.电压表V(量程3V,内阻约为20K)
B.电流表A1(量程200A,内阻约为500) C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为3) D.定值电阻R0(阻值10K) E.电阻箱R′(最大阻值9999 )
F.滑动变阻器R(最大阻值100)
G.电源E(电动势3V) H.开关S
(1)测量小量程电流表G的内阻.为了尽量减小误 差,要求测量多组数据,所提供的电流表中,应选 用 B (填写字母代号), 请在图1的虚线框中 画出符合要求的实验电路图(其中电源、开关及连 线已画出).
043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试9
9.如图所示,电流表A1(0—3A)和A2(0—0.6A) 是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表
并联后接人电路中.闭合开关S,调节滑动变阻器,
下列说法中正确的是 ( B C )
A.A1、A2的读数之比为1:1
Er S
B.A1、A2的读数之比为5:1
动变阻器为______R_2___;选用的电池 为_____E_3____。
G R
S2 R′
ห้องสมุดไป่ตู้S1
E
图1
(2)将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路, 示于图2和图3 。图________2__为合理电路,另一电路 不合理的理由是 ___图__3_的__电__路__更__换__量__程__时_ 会。使分流 电阻都未并在表头上,以致流过表头的电流过大而损坏.
根据并联电阻值与电流值成反比,可计算毫安表的 内阻为310Ω;
若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;
本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变 化, 导致标准电流表的示数无法精准显示1A, 还有电表 本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流 均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度
表是较大倍率挡.
Ra G Rb
R
S ab
E
G Rd
R
Rc E c Sd
图2
图3
题目
gk011.2008年高考物理海南卷14 14、一毫安表头mA 满偏电流为9.90 mA,内阻约为
300 Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流 表,其电路原理如图所示.图中,A 是量程为2 A的
标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开 关,E为电源.
R
V
ES
图5
③实验电路图如图4示, 实物连线图如图5示
046.南京市2008届第一次模拟考试11 11.(本题9分)有以下的可供选用的器材及导线若
干条,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电 流.
A.待测电流表A0:满偏电流约为700~800μA、内阻 约100Ω,已知表盘刻度均匀、总格数为N. B.电流表A:量程0.6A、内阻0.1Ω. C.电压表V:量程3V、内阻3kΩ. D.滑动变阻器R:最大阻值200Ω. E.电源E:电动势约3V、内阻约1.5Ω. F.开关S一个.
A1
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1:1
A2
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1:5
004.南京师大物理之友电学综合(二) 14、 14. 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800~850 Ω,把它改装成
1mA 、10mA的两量程电流表。可供选择的器材有:
解:R= Ig Rg/( I- Ig ) =0.1×1000 /9.9=10.1Ω 或 R=Rg/(n-1)=1000 /99=10.1Ω
二、双量程电流表
如图示是一个双量程电流表,
Ig=0.5mA,Rg=200 Ω,计算R1和R2的阻值。
解:(R1+R2) (I1-Ig) = Ig Rg
①
Ig(Rg+ R2 )=(I2-Ig) R1
由此可以计算出改装后电压表的量程为___7____ V,
电动势为___6_.3___V。
解:实验电路图如右图示
R1 V
0.90 103 ( R1 RV ) E
R2
0.70 103 ( R1 RV R2 ) E
S2
解得E=6.3V, R1 =6000 ,
E S1
量程为 U 1.0 103 ( R1 RV ) 7V
③对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可
能影响它的准确程度的因素: 例如:电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;。 标准表和毫安表的读数误差;电表指针偏转和实际
电流的大小不成正比;等等
解见下页
题目
【解析】(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了 保护毫安表;在调节电阻箱时,由于接入回路的电阻 增加,故电流表电流会减小;为了能成功改装为1A的 量程的电流表,需要通过调节滑动变阻器使标准电流 表示数回到1A; (2)电阻箱的电阻读数为3.1Ω,此时毫安表满偏, 电阻箱上的电流为1000mA-9.9mA=990.1mA,
“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读 数 1 A ,同时毫安表指针满偏.
⑵回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数
为3.1 Ω,由此可知毫安表头的内阻为 310 Ω .
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流
表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为 0.495 A.
-+ G
Ig=0.5mA, -mA+
R1
R2 Rg=200 Ω
R3
R4
- mA+
R5
R6
10mA 1mA
-+
G
R1
R2
3V 15V
R5 R3 R4 R6
10mA 1mA 3V 15V Ω
虚线框中等效于一个1 mA的电流表
Ω
mA表头 Ig′= 1mA, Rg′ =100 Ω R1=20Ω R2=180Ω R3=2.9 KΩ R4=14.9 KΩ R5 +R6 =1.4KΩ
电表的改装
电表的改装
一、电流表量程的扩大 二、双量程电流表 三、电压表量程的扩大 四、双量程电压表 五、改装电压表的校对 六、多用表的电原理图 043. 南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试9 004. 南京师大物理之友电学综合(二) 14 gk001. 2008年高考理综全国卷Ⅰ. 22、II 062. 北京市海淀区二模反馈题21(2) 046. 南京市2008届第一次模拟考试11 058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查(二)11 gk011. 2008年高考物理海南卷14 061. 北京西城区2008年5月抽样21
②
解得 R1=20Ω R2=180Ω
G
R1
R2
I2
I1
- 10mA 1mA
三、电压表量程的扩大 ——串联一个大电阻
Ug U Ug
Rg
R
若U=nUg 则有
Ug
U-Ug
G
Rg
R
R
U Ug Ug
Rg
(n 1 )Rg
U
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA
, 怎样把它改装成量程为U=3V的
V R
S 改变变阻器R的滑片位置,使电压表的示数分别为0.5V 、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核对改装电压表的示数是否 正确,并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。
例:改装的电压表满刻度3V时,标准电压表V的读 数为3.1V,则百分误差
3.1 3.0
100% 3.2%
3.1
六、多用表的电原理图
实验电路如右图所示
G
R0 A1
R R′
ES 图1
(2)将G改装成两种倍率(如“×1”、“×10”)的
欧姆表.现有两种备选电路,如图2和图3所示,则图
2 (选填“2”或“3”)为合理电路;另一电路不合
理的原因是 图3不能改变电流表的量程,
.
即实际上图3不可能实现多倍率欧姆表
在合理的电路中,当开关S合向 b 端,这时的欧姆
V A0
符号代表的物理量是
__U_为__电__压__表__读__数__,________
R1
__R_V_为__电__压__表__内__阻__..
解:(2)电路如图所示.
058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查(二)11 11.(12分)现有一满偏电流为50μA、内阻约为 800~850的59C2型小量程电流表G(表头),另外 可供选择的器材有:
一、电流表量程的扩大 ——并联一个小电阻