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主题24串联电路和并联电路课时2电表改装伏安法测电阻的两种电路学科素养与目标要求物理观念：1.掌握将小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理.2.认识伏安法测电阻的两种电路.科学思维：1.根据串、并联电路知识，进行电表改装的有关计算.2.理解电流表的内接法和外接法，并能正确的选择和应用.NEIRONGSUOYIN内容索引自主预习达标检测课时对点练预习新知夯实基础检测评价达标过关注重双基强化落实重点探究启迪思维探究重点自主预习电压表和电流表1.小量程电流表G(表头)的三个参量：→内阻Rg：的电阻.→满偏电流Ig：指针偏转到时，流过表头的电流.→满偏电压Ug：表头通过时，加在表头两端的电压.Ug＝.表头最大刻度满偏电流IgRg2.电表改装原理：(1)电压表改装：将表头一个较电阻，如图1所示：图1(2)电流表改装：将表头一个较电阻，如图2所示：图2串联大并联小即学即用1.判断下列说法的正误.(1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流.()(2)电流表中并联的电阻的作用是分去一部分电压.()(3)若将电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压.()(4)若将电阻并联在电流表两端改装成电流表后，电阻和电流表两端的电压相等.()××√×2.(2018·清华附中期中)某同学在进行电阻测量时，需要将一满偏电流为50μA、阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为_________Ω的电阻与这一电流表___(选填“串”或“并”)联.解析设小量程电流表的内阻为Rg，量程为Ig，需要串联电阻的阻值为R，电压表改装的原理图为：改装电压表需要串联大电阻来分压，根据串联电路规律：Ig(Rg＋R)＝3V，代入数据可得：R＝5.92×104Ω5.92×104串重点探究一、电压表和电流表的改装(1)小量程电流表有哪三个参数？三个参数之间有什么关系？导学探究答案三个参数：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，Ug＝IgRg(2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？答案需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表.(3)对于小量程电流表，其额定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？答案需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表.项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算U＝Ig(R＋Rg)IgRg＝(I－Ig)R电压表、电流表的改装及其特点知识深化R＝UIg－RgR＝IgI－IgRg电表的总内阻RV＝Rg＋R使用并联在被测电路两端，“＋”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入RA＝RRgR＋Rg所以分压电阻R＝URIg＝2.970.003Ω＝990Ω例1有一电流表G，内阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.(1)要把它改装成量程为0～3V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？解析由题意知电流表G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03V改装成量程为0～3V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压UR＝U－Ug＝2.97V答案990Ω1000Ω改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1000Ω.所以分流电阻R＝UgIR≈0.05Ω(2)要把它改装成量程为0～0.6A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析改装成量程为0～0.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IR＝I－Ig＝0.597A答案0.05Ω0.05Ω改装后电流表的内阻RA＝RgRRg＋R≈0.05Ω.则有R1＝U1Ig－Rg＝30.001Ω－100Ω＝2900Ω；针对训练1如图3是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～3V，当使用a、c两个端点时，量程为0～15V.已知电流表的内阻Rg为100Ω，满偏电流为1mA，则电阻R1的阻值是______Ω，电阻R2的阻值是______Ω.解析接a、b时，串联的电阻为R1，2900图312000则有R2＝U2Ig－Rg－R1＝150.001Ω－100Ω－2900Ω＝12000Ω.接a、c时，串联的电阻为R1和R2，内接法外接法电路误差分析电压表示数UV＝UR＋UA＞UR电流表示数IA＝IR电压表示数UV＝UR电流表示数IA＝IR＋IV＞IR误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用二、电流表的内接法和外接法1.两种接法的比较R测＝UVIA＞URIR＝R真R测＝UVIA＜URIR＝R真2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV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)公式计算法当RVRxRxRA即当Rx＞RARV时，用电流表内接法，当RVRxRxRA即当Rx＜RARV时，用电流表外接法，当Rx＝RARV时，两种接法效果相同.(3)试触法：如图4，把电压表的可动接线端分别试接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，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.图4例2(2018·重庆市高二期末)用伏安法测某一电阻：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻测量值R＝.如果采用如图5甲所示的电路，测量值为R1，如果采用如图乙所示电路，测量值为R2，电阻的真实值为R真，它们之间的关系是：R1___R真，R2____R真(填“”“＝”或“”)，这种误差属于_____误差.图5系统UI针对训练2(2018·清华附中期中)某同学用如图6甲所示电路测量电阻Rx，Rx的测量值比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)；若被测电阻Rx的阻值约为1Ω，应采用图___(选填“甲”或“乙”)所示电路，误差会比较小.图6偏小甲达标检测1.(电压表的改装)(2018·聊城市期末)一只电流表的满偏电流Ig＝2mA，内阻Rg＝500Ω，把它改装成量程为0～3V的电压表，下列说法中正确的是A.需串联一个1500Ω的电阻B.需串联一个1000Ω的电阻C.需并联一个1000Ω的电阻D.改装后，电压表的内阻为1000Ω√12342.(电流表的改装)(2018·烟台市期末)一电流表G的满偏电流Ig＝2mA，内阻为100Ω.要把它改装成一个量程为0.4A的电流表，则应在电流表G上A.并联一个0.5Ω的电阻B.并联一个100Ω的电阻C.串联一个0.5Ω的电阻D.串联一个100Ω的电阻√12343.(电表的改装)两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的，表的量程是5V，表的量程是15V，把它们串联起来接入电路中，则A.它们的示数相等，指针偏转角度也相等B.它们的示数之比为1∶3，指针偏转角度相等C.它们的示数相等，指针偏转角度之比为1∶3D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1∶3√1234解析由于两个电压表是用相同的电流计改装的，当两个电压表串联使用时，通过两表的电流是相同的，所以表头指针偏转的角度是相同的；刻度盘上的示数表示的是电压表两端的电压，与量程成正比，故选项B正确，选项A、C、D错误.4.(电流表的内接和外接)(多选)用如图7所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是A.电压表的内电阻越小，测量越精确B.电流表的内电阻越小，测量越精确C.电压表的读数大于Rx两端真实电压，Rx的测量值大于真实值D.由于电流表的分流作用，使Rx的测量值小于真实值图7√解析该电路中电流表的读数为通过Rx的电流的真实值，电压表的读数为Rx两端的电压与电流表的分压之和，大于Rx两端的真实电压，根据欧姆定律知，Rx的测量值大于真实值，C对，D错.该电路中，Rx的测量值实际上为R测＝Rx＋RA，故电流表的内电阻越小，测量越精确，A错，B对.√1234课时对点练一、选择题考点一电表的改装1.(2018·宿迁市沭阳县高二上期中)一电压表内阻为3kΩ，量程为0～3V，要把它改装成一个量程为0～15V的电压表，需要给它A.并联一个12kΩ的电阻B.并联一个15kΩ的电阻C.串联一个12kΩ的电阻D.串联一个15kΩ的电阻√12345678910111213解析电压表内阻为3kΩ，量程为0～3V，要把它改装成一个量程为0～15V的电压表，需要给它串联一个电阻，阻值R＝＝12kΩ，故选C.U－UgUgRg应并联电阻R＝UI－IA＝53－0.5Ω＝2Ω，选项B正确.2.有一电流表内阻为10Ω，满偏电流为500mA，要把它改装成量程是3A的电流表.正确的方法是A.应串联一个2Ω的电阻B.应并联一个2Ω的电阻C.应串联一个60Ω的电阻D.应并联一个60Ω的电阻√12345678910111213解析电流表满偏电压U＝IAR＝0.5×10V＝5V，3.(多选)如图1甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G为表头、R为可调电阻，则下列说法正确的是A.图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大B.图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小C.图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大D.图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小√12345678910111213图1√4.把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B.改装成电流表后，表头G本身允许加的电压增大了C.改装后，表头G自身的电阻减小了D.改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了√12345678910111213解析把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整个并联电路允许通过的电流增大，但表头的各参量都不变，故A、B、C错误，D正确.5.(多选)如图2所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0～3A)和电流表A2(0～0.6A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是A.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏B.A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏C.A1的读数为1A时，A2的读数为0.6AD.A1的读数为1A时，干路中的电流为1.2A图2√12345678910111213√6.一电压表由电流表G和电阻R串联而成.若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以改进A.在R上串联一个比R大得多的电阻B.在R上串联一个比R小得多的电阻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√12345678910111213解析若电压表读数总比准确值稍小一些，说明串联电阻R稍大些，应在R上并联一个比R大得多的电阻.7.(多选)(2018·天津耀华中学期末)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图3所示接法连入电路，则A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角√图312345678910111213√考点二电流表的内、外接法8.(多选)在图4中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是A.甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B.甲中R测R真，乙中R测R真C.甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R≪RV，故此法测较小电阻好D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较大电阻好√12345678910111213图4√√9.(多选)用伏安法测未知电阻Rx时，若不知Rx的大约数值，为了选择正确的电流表接法以减小误差，可将仪器按图5所示接好，只空出电压表的一个接头K，然后将K分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表示数