高中物理三维设计选修3-1教师用书 二

1．把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()

A．改装原理为串联电阻能减小电流

B．改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变

C．改装后，表头G自身的电阻增大了

D．改装后使用时，通过表头G的电流就可以大于改装前允许通过的最大电流

解析：选B改装成大量程电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变；改装成大量程电流表后，因为表头G并联了电阻，故电流表的总电阻减小了，但表头G自身的电阻并不变化。故选项B正确。

2．(多选)将分压电阻串联在表头上，改装成电压表，下列说法中正确的是()

A．接上分压电阻后，增大了表头的满偏电压

B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变

C．如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍

D．通电时，表头和分压电阻中通过的电流一定相等

解析：选BD接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变，选项A错误，B正确；分压电阻是表头内阻的n倍，则表头满偏时分压电阻两端的电压为nU g，电压表的量程为(n＋1)U g，选项C错误；通电时，表头和分压电阻串联，故通过它们的电流一定相等，选项D正确。

3．磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G，内阻R g＝30 Ω，满偏电流I g＝5 mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是() A．串联一个570 Ω的电阻

B．并联一个570 Ω的电阻

C．串联一个0.05 Ω的电阻

D．并联一个0.05 Ω的电阻

解析：选D要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R，应有I g R g＝(I－I g)R，

所以R＝I g R g

I－I g

≈0.05 Ω，故选D。

1．伏安法测电阻的电流表内、外接的选择方法

(1)直接比较法：适用于R x、R A、R V的大小大致可以估计，当R x≫R A时，采用内接法，

当R x ≪R V 时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。

(2)比值比较法或临界值法 ①比值比较法：当R x R A ＞R V

R x

时，用内接法； 当

R x R A ＜R V

R x

时，用外接法。 ②临界值法：当R x ＞R A R V 时，用内接法； 当R x ＜R A R V 时，用外接法。

(3)试触法：适用于R x 、R V 、R A 的阻值关系都不能确定的情况，如图2-3-7所示，把电压表的接线端分别接b 、c 两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，

|I 2－I 1|

I 1＞|U 2－U 1|

U 1，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法。若电压表的示数有明显变化，即

|I 2－I 1|I 1＜|U 2－U 1|

U 1

，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。

图2-3-7

2．滑动变阻器的两种接法选择

(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。因为R x 小，限流式中滑动变阻器分得的电压大，移动滑动触头调节范围大。

(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。因为R x 大，分压式中R x 几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节。

(3)以下几种情况必须采用分压接法

①若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法。

②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法。

③若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法。

(4)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单，耗能低。

[典例] 用伏安法测量某电阻R x 的阻值，现有实验器材如下：

A．待测电阻R x：范围在5～8 Ω，额定电流0.45 A

B．电流表A1：量程0～0.6 A(内阻0.2 Ω)

C．电流表A2：量程0～3 A(内阻0.05 Ω)

D．电压表V1：量程0～3 V(内阻3 kΩ)

E．电压表V2：量程0～15 V(内阻15 kΩ)

F．滑动变阻器R：0～5 Ω

G．蓄电池：电动势12 V

H．导线，开关

为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________，并画出电路图。

[思路点拨]解答本题可按以下思路分析：

根据R x额定电流选电流表量程→根据R x两端最大电压值选电压表量程→由R x、R V、R A的大小关系选内外接法→根据R x与变阻器的阻值关系选分压限流接法

→画电

路图

[解析]待测电阻R

x

的额定电流为0.45 A，应选电流表A1，额定电压U max＝0.45×8 V

＝3.6 V，电压表V2的量程太大，应选电压表V1；由于R V R A＝ 3 000×0.2 Ω＝600 Ω，R x< R V R A，因此电流表应采用外接法；因为电压表V1量程小于3.6 V，且要较准确地测量，还有变阻器总电阻较小，故变阻器R应选择分压式接法，其电路如图所示。

[答案]A

1

V1见解析图

伏安法测电阻的电路设计思路