P151-200重难点手册高中高中物理选修3-1

P151P152例10：将满偏电流I =300 A g μ，内阻未知的电流表G 改装成电压表并进行校准．(1)利用如图2-3-25所示的电路测量电流表G 的内阻(图中电源的电动势4E V =)．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23，读出此时'R 的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R ______g =Ω．(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0R ______=Ω的电阻．(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试画出实验电路图，并将如图2-3-26所示实物连接成电路．导析：本题要求先通过“丰偏法”测R g ，再通过串联电阻实现电压表的改装，然后进行校准，且要求进行实物连线．解决问题时要根据不同情景进行分步解决． 解答：(1)在测量电流表G 的内阻的过程中，先让电流表G 满偏，后保持R 不变，调节'R ，使电流表指针偏转到满刻度的23，这说明通过电阻箱'R 的电流为13g I ，由并联电路电压相等得号'2133g g g I R I R =，则R 100g =Ω(2)要把电流表改装成U 3V =的电压表，需串联电阻，满足()0I R R U g g +=， 解得9900g gUR R I =-=Ω (3)校准电表时，要逐格校准，所以考虑滑动变阻器用分压接法，同时两个电压表必须并联，实验电路图和实物连接图如图2-3-27所示．拓展：真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即g gR R R -测，试导出它与电源电动势E 、电流表量程g I 及内阻g R 的关系式．[答案：g g g gR R I R R E-=测．]P153创新学习——视野拓展，综合应用例11：把两个相同的小量程电流表分别改装成一只电流表和一只电压表，一个同学做实验时把两个改装后的电表串联起来使用，则( )．A ．两表指针都不偏转B ．两表指针的偏转角度相同C ．电流表的指针偏转，电压表的指针几乎不偏转D ．电压表的指针偏转，电流表的指针几乎不偏转导析：当两表串联后，流过两表的电流应相同，由于电压表的内阻很大，故电流很小．当很小的电流流入电流袁后，由于电流表是经过小量程电流表并联一个小电阻改装而成的，故分流进入表头的电流极小，使其指针几乎不偏转，这个很小的电流流入电压表时，将全部流过表头，使表头指针偏转，故电压表的指针偏转． 解答：由以上分析可知，本题正确选项为D ．拓展：一个电流表的内阻600g R =Ω，满偏电流0.5 mA g I =，如图2-3-28所示把它改装成能作为电流表、电压表两用的电表电流表的量程为10 mA ，电压表的量程为10V ，求电阻12R R 、的阻值．[答案：12R 316R 970=Ω=Ω，]P154例12：图2-3-29是一个电流、电压两用表的电路，电流表G 的量程是100 A μ，内阻是1000Ω，电阻12R 0.l R 99000=Ω=Ω，，当双刀双掷开关接到a b 、上时，电表改装为________表，其量程是________；当双刀双掷开关接到c d 、上时，电表改装为_________表，其量程是_________．导析：分析求解本题时，关键是理解电表的改装原理，特别是正确分析电表的内部电路结构，并画出等效电路图。

解答：因双刀双掷开关的把柄是绝缘的，所以当开关合到a b 、上时，电路转换成如图2-3-30所示的电路，此时低电阻1R 与电流表G 并联，1R 起分流作用，电表改装成电流表，根据并联电路的特点有()1 I I R I R g g g-= 电流表量程 11()0.001(10000.1)10.1g g I R R I A A R ++==≈当开关合到c d 、上时，电路变成图2-3-31所示的电路，此时大电阻2R 与电流表串联，2R 起分压作用，所以，电流表已改装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为()()2U R R 0.0001100099000V=10V g g I =+=+答案：电流；1A ；电压；10V 。

拓展：一量程为100 A μ的电流袁，内阻为100 Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900 Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是_______V ，用它来测量电压时，表盘指针位置如图2-3-32所示，此时电压表的读数大小为_______V ．[答案：1；0.80．]达标评价——一夯实基础，能力提升 I 、夯实基础题1．如图所示，有三个电阻，已知123R R R 136=：：：：，则电路工作时，电压12:U U 为( )．A ．1:6B ．1:9C ．1:3D ．1:2P1552．一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 A μ，内阻为g R 。

如果把它改装成一个量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表A n μ，则( )． A ．给它串联一个电阻，阻值为g nR B ．给它串联一个电阻，阻值为(1)g n R - C ．给它并联一个电阻，阻值为g R nD ．给它并联一个电阻，阻值为1g R n -3．如图所示电路，A 是电流表，12R R 、是两个可变电阻，调节可变电阻1R ，可以改变电流表A 的示数，当MN 间的电压为6V 时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度．将MN 间的电压改为5V 时，若要电流表A 的指针仍偏转到最大刻度，下列方法中可行的是( )．A ．保持1R 不变，增大2RB ．增大1R ，减小2RC ．减小1R ，增大2RD ．保持2R 不变，减小1R4．经过精确校准的电流表1A 和2A ，在电路中的连接如图所示，1A 和2A 的示数分别为1A 和2A 若两表的内阻相等，且不是远小于12R R 、的阻值，则可断定12R:R为( ).A．不大于12B．大于12而小于2 C．等于2 D．大干25．如图所示，当电路的a b、两端加上100 V电压时，c d、两端的开路电压为80V，则电阻尺的阻值为______Ω；如果将100V的电压加在c d、两端，则a b、两端的开路电压为______V．6．量程为15 V的电压表，当给它串联一个3 kΩ的电阻后，测量实际电压为15 V 的电路时，指针指在刻度盘上12 V处，此电压表的内阻为多少Ω?若要将此表的量程扩大为100 V，应串联一个阻值为多少Ω的电阻？P156II、能力提升题1．一个电压表由表头G与电阻R串联而成，如图所示．若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列措施可以加以改进的是( )．A．在R上串联一个比R小得多的电阻B．在R上串联一个比R大得多的电阻C．在R上并联一个比R小得多的电阻D．在R上并联一个比R大得多的电阻2．如图所示，将一个改装的电流表接人电路中进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如果表头G的gI是准确的，出现的误差可能是下述原因引起的是( )．A ．g R 的测量值比真实值偏大B ．g R 的测量值比真实值偏小C ．所并联的R 并比'g g g I R R I I =-并计算出的'R 并偏小D ．所并联的R 并比'g g gI R R I I =-并计算出的'R 并偏大3．(2008．宁夏高考)一个T 型电路如图所示，电路中的电阻1R 10 =Ω，2R 120 =Ω，3R 40 =Ω另有一测试电源，电动势为100V ，内阻忽略不计．则( )． A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压力80VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80V4．如图是一个电路的一部分，其中1R =5Ω，2R =1Ω，3R =3Ω，1I 0. 2A =，2I 0. 1A =，那么电流表测得的电流为( )．A ．0.2A ，方向向右B ．0.15A ，方向向左C ．0.2A ，方向向左D ．0.3A ，方向向右5．如图所示的电路中，电压表读数为9V ，电流表读数为0.1 A ，已知电压表内阻为900 Ω，电流表内阻为20 Ω，则电阻R 的阻值为_______ΩP1576．某电流表内阻g R 为200Ω，满偏电流g I 为2mA ，如按图（甲）、（乙）改装成量程为0. 1A 和1A 的两个量程的电流表，试求在图（甲）、（乙）两种情况下，1R 和2R 各为多少？7．（江苏高考题）如图所示的电路中，电源电动势E=6. 00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为1R 2.4 k =Ω，2R 4.8 k =Ω，电容器的电容C 4.7 F μ=。

闭合开关S 待电流稳定后，用电压表测1R 两端的电压，其稳定值为1. 50 V ． (1)该电压表的内阻为多大？(2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？体验高考——经典回放，全真感悟1．(2006．全国卷I)现要测量某一电压表⑨的内阻，给定的器材有：待测电压表(量程2V ，内阻约4 k Ω)；电流表（量程1. 2 mA ，内阻约500Ω）；直流电源E(电动势约2.4V ，内阻不计)；固定电阻3个：1R 4000=Ω，1R 10000=Ω，3R 15000=Ω；电键S 及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．(1)试从3个固定电阻中选用1个，与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出） (2)电路接遁后，若电压表读数为U ，电流表读数为I ，则电压表内阻_______V R =2．(2004．全国高考)实验室内有一电压，量程为150 mV ，内阻约为150 Q 现要将其改装成量程为10 mA 的电流表，并进行校准．为此实验室提供如下器材：干电池E(电动势为1.5V)，电阻箱R ，滑动变阻器'R ，电流表（有1. 5mA 、15mA 与150mA 三个量程）及开关S ．(a)对电表改装时必须知道电压表的内阻，可用图示的电路测量电压表的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表应选用的量程是________．若合上S ，调节滑动变阻器后测得电压表的读数为150 mV ，电流表的读数为1. 05 mA ，则电压表的内阻mV R 为______（取三位有效数字）．(b)在对改装成的电流表进行校准时，把作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑动变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出的符号或字母标注．图中电阻箱的取值是_______（取三位有效数字），电流表应选用的量程是__________．P1583．(2008．全国卷I)一直流电压表⑨，量程为1V ，内阻为1000 Ω现将一阻值在5000 7000ΩΩ～之间的固定电阻1R 与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E 为6V 7V ～之间，内阻可忽略不计），一阻值2R 2000=Ω的固定电阻，两个单刀开关12S S 、及若干导线．(1)为达到上述目的，将图连成一个完整的实验电路图．(2)连线完成以后，当1S 与2S 均闭合时，电压表的示数为0.90V ；当1S 闭合，2S 断开时，电压表的示数为0.70V ．由此可以计算出改装后电压表的量程为_______V ，电源电动势为_______V ．2.4 焦耳定律 自主学习——教材导学，突出重点P159例1：图2-4-1是一个电热毯示意电路图，0R 是电热毯中的电阻丝，R 是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W ”字样，S 是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关．(1)用学过的知识推理说明开关S 断开时，电热毯是处于加热状态，还是保温状态？(2)若要求在保温时电流通过电阻丝0R 每分钟有60J 的电能转化为热能，电阻R 的阻值有多大？导析：对本题的分析求解，要注意如下几点：①电热毯为纯电阻用电器．②保温状态时功率小，即电阻大；加热状态时功率大，即电阻小，③电热毯上标有“220V 100W ”字样，是指在加热状态时，若电源电压为220V ，功率就为100 W.解答：(1)当S 闭合时，电阻丝0R 的功率为200P R U =；当S 断开时，R 与0R 串联，电阻丝0R 的功率为2'000P R U =，由于0U U <，所以'00P P <，即S 断开时，电热毯处于保温状态．(2)由“220V 100W ”知，电阻丝电阻2200(220)484100U V R P W ===Ω。