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内部人员揭秘ag录像高中物理电表改装

2020-06-11 15:18

  高中物理电表改装。电表间的各种改装 “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-

  电表间的各种改装 “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 R0,让其分压即可起到电压表的作用。 如图所示, Ig Um G rg R0 改装后的电压表的量程 Um=(rg+R0)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。 G V 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 R0 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 R0 上串联一个比 R0 小得多的电阻 C、在 R0 上并联一个比 R0 小得多的电阻 B、在 R0 上串联一个比 R0 大得多的电阻 D、在 R0 上并联一个比 R0 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 R0 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 R0 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 R0,让其分流即可起到大电流表的作用。 如图所示, Ig rg G Im 改装后的电流表的量程 Im=Ig+ Ig rg /R0=(rg+R0)Ig /R0 R0 校表电路 G A 将改装后的电流表与标准电流表串联, 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 50?A, 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 R1,最大阻值 20Ω ;滑动变阻器 R2,最大阻值 100kΩ ; 电阻箱 R,,最大值 9999Ω ;定值电阻 R0 ,阻值 1kΩ ;电源 E1,电动势为 1.5V;电源 E2, 电动势为 3.0V;电源 E3,电动势为 4.5V;(所有电源内阻不计);标准电流表 A,满偏电 1 流 1.5mA;单刀单掷开关 S1 和 S2,单刀双掷开关 S3;电阻丝及若干导线 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————; 选用的电源为————。 (2)将 G 改装成双量程电流表,现有两种备选电路示于图 2 和图 3。其中图————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 1 mA 量程),画出所用电路图。 图中待核对的电流表用ˊ,A符号表示。 G R? S2 E S1 G Ra Rb 10mA o 1mA o o o S3 G 10mA o o 1mA o o Rc Rd o 图1 图2 图3 图4 分析与解答: (1)半偏法测电阻时,要求干路几乎不变才可,为此 RRˊ,同时电源电动势大些为宜, 故滑动变阻器应选 R2,电源选 E3。 (2)图 2 应为合理的电路。若采用图 3 电路,在电路工作的情况下更换量程时,即 S3 由 d 换至 c 的过程中,两电阻 Rd、Rc 都未与 G 并联,这时 G 中电流过大而被烧坏。内部人员揭秘ag录像 (3)改装成量程为 1mA 的电流表时需要的并联电阻 Rx = Igrg/(Im-Ig)≈43Ω ,改装后的电 流表 Aˊ的内阻 rAˊ≈40Ω 。因 40Ω ×1mA = 0﹒04V,所以电源选电动势最小的 E1 即可。当 选用了 E1=1﹒5V 的电源后,必须再串联一电阻 R0 加以保护,才能使其安全工作。 校表电路如图所示。 A? A R0 E1 3、电压表改装成电流表 改装方案 在电压表 v 上并联一个小阻值的定值电阻 R0,让其分流即可起到电流表的作用。 如图所示, Um Rv 改装后的电流表的量程 Im=Uv/Rv+Uv/R0 V Im =(1/Rv+R0)Uv R0 校表电路 将改装后的电流表与标准电流表串联, 利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。 V A 题例巩固 例 3(2004 年浙江理综卷)实验室内有一电压表 mV ,量程为 150mV,内阻约为 150Ω 。 现要将其改装成量程为 10mA 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 A(有 1.5mA、15mA、150mA 三个量程)及开关。 2 (1)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图 a 示的电路测量电压表 mV 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 A 应选用的量程是————。 若合上 K,调节滑动变阻器后测得电压表的读数为 150mV,电流表 A 的读数为 1.05mA, 则电压表的内阻 Rmv 为 ————。(取三位有效数字) (2)在对改装后的电流表进行校准时,把 A 作为标准电流表,在 b 中画出对改装后的电流 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 A 应选用的量程是————。 mV A R? 图a 图b 分析与解答: (1)电压表的限流量等于 150mV/150Ω =1mA,故电流表 A 应选量程为 1﹒5mA 的。 电压表的内阻 Rmv=150mV/1﹒05mA≈143Ω 。 (2)将其改成量程为 10 mA 的电流表,所需的并联电阻 R 应为: 10mA=150mV/150Ω +150mV/R ,解得 R=16.7Ω ,此即电阻箱的取值。 因改装后的量程为 10mA,所以校准用的电流表 A 应选量程为 15mA 的。 按题目要求校准电路如图: mV A R R? 4、电压表改装成电压表 改装方案 在电压表 v 上串联一个大阻值的定值电阻 R0,让其分压即可起到大电压表的作用。 如图所示, Uv Rv V R0 Um 改装后的电压表的量程 Um=Uv+UvR0/Rv =(R0+Rv)Uv/Rv 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。 V V0 题例巩固 例 4(2004 年科研测试卷)一个电压表 VA 的内阻 RA=1kΩ,量成为 1. ,现要利用电阻 箱扩大它的量程,改为 3.0v 的电压表,改装后再用量程为 3.0v 的精确电压表 VB 对改装后 的电压表 VC 的所有刻度进行校准。除了这两个电压表 VA、VB 外,还有下列器材:电源 E (电动势约 6V、内阻较小);变阻器 R(总阻约 10Ω );电阻箱 R0(1—9999Ω );电键 K; 导线)试在实物图中用导线连成校准时的实验电路 (2)电阻箱 R0 的取值应为 ----------- 3 (3)用上述电压表 VB 和改装后并已校准过的电压表 Vc 以及一个电键和一些导线,去测量 一个电动势约为 2V 的电源内阻 r,试简要写出测量步骤;并用测得的量表示出内阻 r=--------。 VA 8 7 8 7 ×9 9 6 6 ×5 0 5 0 4 1 4 1 3 2 3 2 8 8 7 7 ×9 9 6 6 ×5 0 5 0 4 4 1 1 3 2 3 2 8 7 8 7 ×9 9 ×6 6 5 0 5 0 4 1 4 1 3 2 3 2 R0 VB 1 11 111 E 0K 0 0 00 R 分析与解答: (1)将改装后的电压表 Vc 与标准电压表0 0 0VB0并联,滑动变阻器接成分压电路,如下图所示。 R0 VC VA VB R 000 0 0 VA 0 8 7 8 7 ×9 9 6 6 ×5 0 5 0 4 1 4 1 3 2 3 2 8 8 7 7 ×9 9 6 6 ×5 0 5 0 4 4 1 1 3 2 3 2 8 7 8 7 ×9 9 ×6 6 5 0 5 0 4 4 1 1 3 2 3 2 R0 VB 11 11 11 0 00 00 R (2)据部分电路的欧姆定律有 3.0=1.0+1.0R0/1000 可得 R00=2000000Ω 此时改装后的电压表 Vc 的内阻 Rc=1000+2000=3000Ω (3)ⅰ将电压表 Vc 与待测电源相联,计下电压表的读数 Uc 0 0 0 Vc Uc Rc E= Uc +Ucr/Rc --0----0① Er 0 ⅱ将电压表 VB 与 Vc 串联后再待测电源相联,计下两电压表的读数 UB、Uc‘ Uc? Rc Vc VB UB RB E= UB + Uc‘ + Uc‘r/Rc ---- ② Er (4)联立①②两式可得 r = UB+ Uc‘ - Uc Uc- Uc‘ RC 小结: 1、此类实验要求掌握以下知识点:全(部分)电路的欧姆定律,不同电表间的改装原 理---串联分压和并联分流关系的大小计算。 2、全面考查了电学实验的基本技能---电流表的内外接,限流和分压电路的选取,实验 器材的选择,实物电路的连接及实验误差分析。 3、对能力的考查要求较高----考查了学生判断推理的逻辑思维能力,考查了学生的实际 操作能力,考查学生的分析概括能力,考查学生的创新思维能力等。 4