高中物理仪表的改装

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资源描述

高考试卷中电表间的各种改装电压表,电流表制作人:黄冬宝鸡文理学院总述目的: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”。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,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。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B、在R0上串联一个比R0大得多的电阻•C,在R0上并联一个比R0小得多的电阻•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,改装后的电流表的量程Im=Ig+Igrg/R0=(rg+R0)Ig/R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。题例巩固•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。问题•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1mA量程),画出所用电路图。图中待核对的电流表用ˊ,符号表示。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。•(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。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,改装后的电流表的量程:Im=Uv/Rv+Uv/R0=(1/Rv+R0)Uv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。•题例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,改装后的电压表的量程Um=Uv+UvR0/RvR0+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----考查了判断推理的逻辑思维能力,考查了实际操作能力,•考查分析概括能力,考查学生的创•新思维能力等。

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