高三电学实验复习(改装电表)

电学实验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_+电流表和电压表的改装1．小量程电流表(表头)(1)工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成．当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，表头G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用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。从表盘上可直接读出电流值．(2)三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg.例:实际测量中所使用的电压表是由小量程电流表改装而成的．图中G是满偏电流是（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=3mA的电流表，其电阻Rg=10Ω，此电流表两端最大电压为多少V？1.把电流表改为电压表a.电流表量程的扩大例11993年高考b.电压表量程的扩大例2校对c.多用表的电原理图例3a.电流表量程的扩大——并联一个小电阻GIIgRgRI-Ig由(I-Ig)R=IgRgR=IgRg／(I-Ig)若I=nIg则R=IgRg／(I-Ig)=Rg／(n-1)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10mA的电流表？解：R=IgRg／(I-Ig)=0.1×1000／9.9=10.1Ω或R=Rg／(n-1)=1000／99=10.1Ω返回例1.如图示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200Ω，计算R1和R2的阻值。GR2R1－10mA1mA解：（R1+R2）(I1-Ig)=IgRg①R1+R2=IgRg／(I1-Ig)=100÷0.5=200ΩIg（Rg+R2）=(I2-Ig)R1②（Rg+R2）=(I2-Ig)R1／Ig=19R1∴R1=20ΩR2=180Ω返回1993年高考将量程为100微安的电流表改装成量程为1毫安的电流表,并用一标准电流表与改装后的电流表串联,对它进行校准(核对).改装及校准所用器材的实物图如下(其中标准电流表事先已与一固定电阻串联.以防烧表).校准时要求通过电流表的电流能从0连续调到1毫安.试按实验要求在所给的实物图上连线.176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000标准电流表固定电阻＋－＋－＋－解:画出电路图，AA连线如图示。电路连接有错误,但电表改装部分的接线正确(指电阻箱与微安表并联),给1分;只要电表改装部分的电路连接有错误，就给0分.返回(高考海南卷)图甲是改装并校准电流表的电路图.已知表头μA的量程为Ig=600μA,内阻为Rg,mA是标准电流表.要求改装后的电流表量程为I=60mA.完成下列填空:b.电压表量程的扩大——串联一个大电阻GUUgU-UgRgRRUURUggg若U=nUg则有ggggRnRUUUR)1(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的电压表？解：Ug=IgRg=0.1Vn=U/Ug=30∴R=(n-1)Rg=29000Ω=29kΩ返回例2.如甲、乙图示是一个双量程电压表，Ig=1mA，Rg=100Ω，计算R1和R2的阻值。GR2R1－15V3V甲3V15V－R2R1G乙解：甲图Ug=IgRg=0.1V，n1=30n2=150R1=（n1-1）Rg=2900ΩR2=（n2-1）Rg=14900Ω乙图同样求出R1R1=（n1-1）Rg=2900ΩRg+R1+R2=15÷1=15KΩR2=12KΩ返回改装电压表的校对电路图如图示R1GVRSV为标准电压表，R为滑动变阻器（分压器接法），虚线框中为改装电压表。改变变阻器R的滑片位置，使V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。例如：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%2.3%1001.30.31.3返回3．如图7－2－5所示，四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表．电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，把它们按图示接入电路，则下列判图7－2－5断正确的是()A．电流表A1的读数小于电流表A2的读数B．电流表A1的偏转角大于电流表A2的偏转角C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数D．电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角解析：两电流表并联，两表头两端的电压相同，流过的电流相同，故偏转角相同，但因A1的量程大，故A1的读数大于A2的读数．当把V1和V2串联使用时，组成电压表的电流表和分压电阻都是串联关系，通过完全相同的两只表头的电流也相等，指针偏转角度相等．根据串联电路的电压分配关系，分配在V1和V2两端的电压，即V1和V2读数之比等于两只电压表的内阻之比，电压表V1的量程大，所以其读数大．答案：D1、读数的原则：•2．读数方法(1)读数时应使视线垂直刻度盘表面．(2)估读问题①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位按十分之一估读．②最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读．•1．需要估读的仪器：在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度（即最小分度值）和实验误差要求两个因素共同决定。•2．不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。四关于电流表和电压表的读数方法：1．使用时应注意(1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整(机械调零)．(2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的一半,但又不能超过量程．(3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端．电表“＋”“－”接线柱不能接反．量程为0.6A的电流表，最小分格为0.02A，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.15A.00.20.4A0.6量程为3A的电流表，最小分格为0.1A，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.74A.012A3量程为3V的电压表，最小分格为0.1V，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为2.38V.012V3量程为15V的电压表，最小分格为0.5V，指针偏转不够一个分格的部分用1/5格估读法，读数为一位小数。如图，电压表读数为11.7V.0510V15•如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“－”和“＋0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；当使用电流表的“－”和“＋3”两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.•图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过________V，每小格表示________V，图中指针示数________V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示________V，图中指针示数________V.答案：对图甲：0.60.020.340.11.70对图乙：3.00.12.200.511.0c.多用表的电原理图3V15VR4R3GR2R110mA1mAΩR5R6－＋Ig=0.5mA，Rg=200ΩR1=20ΩR2=180ΩR3=2.9KΩR4=14.9KΩR5+R6=1.4KΩGR2R110mA1mA－＋mA表头Ig′=1mA，Rg′=100Ω3V15VmAR4R3－＋ΩR5R6－＋mA跟欧姆表内的电池正极相接的是多用表的黑表笔返回例3.如图是一个万用表的刻度盘，当万用表选择开关置于“30mA”档时，测出的电流强度为；当选择开关置于“12V”档时，测出的电压为;当选择开关置于“×100Ω”档时，测出的电阻为。036100Ω20.0mA8.0V中RIg1002中RIgxgRRI中3250100XRR中5KΩ返回