2019-2020学年高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 4 多用电表电路分析与设计随堂演练课件

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[随堂检测]1.如图所示的电路,是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装的量程更大的电表,下列判断正确的是()A.改装成了电流表,R减小时量程增大B.改装成了电流表,R增大时量程增大C.改装成了电压表,R减小时量程增大D.改装成了电压表,R增大时量程增大解析:选A.改装成了电流表,R减小电流表量程增大,R增大时电流表量程减小,故A正确,B错误;把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻,串联电阻越大,电压表量程越大,由图示电路图可知,电流计与电阻R并联,改装后电压表量程不变,故C、D错误.2.一个电流表刻度盘的每一小格代表1μA,内阻为Rg,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表nμA,则()A.给它串联一个电阻,阻值为nRgB.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)RgC.给它并联一个电阻,阻值为RgnD.给它并联一个电阻,阻值为Rgn-1解析:选D.改装成量程较大的电流表,需并联一个较小的电阻,A、B错.刻度盘的每一小格由1μA变成了nμA,即改装后的量程为原来的n倍.设并联的电阻为R,则Rg=(n-1)R,R=1n-1Rg,D对.3.电流表G的内阻为Rg,用它测量电压时,量程为U,用它改装的较大量程的电流表内阻为RA,量程为I,这几个量的关系是()A.RA>Rg,U/I>RgB.RA>Rg>U/IC.RA<Rg,U/I<RgD.RA<Rg=U/I解析:选C.将电流表G改装成较大量程的电流表,需并联一个分流电阻,因此其内阻减小,即RA<Rg;由题知Rg=U/Ig.所以Rg>U/I.4.(多选)两只电压表V1和V2是由完全相同的两只电流表改装而成的,V1的量程是5V,V2的量程是15V.为了测量15~20V的电压,我们把V1和V2串联起来,在这种情况下()A.V1和V2的读数相等B.V1和V2指针偏转角度相等C.V1和V2读数之比等于两只电压表的内阻之比D.V1和V2指针偏转角度之比等于两只电压表的内阻之比解析:选BC.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电流表电流也相等,指针偏转角度相等.两只电压表是串联使用,根据串联电路的电压分配关系,分配在V1和V2两端电压,即V1和V2读数之比等于两只电压表的内阻之比.5.一只满偏电流Ig=1mA,线圈电阻Rg=100Ω的小量程电流表.(1)把它改装成满偏电压U=10V的电压表;(2)把它改装成满偏电流I=0.6A的电流表,请画出电路图,并算出有关数据.解析:图1(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1V<U,因此需要串联一个适当的分压电阻,从而将其改装成电压表,改装的电路如图1所示,由欧姆定律U=Ig(Rg+Rx),解得Rx=UIg-Rg=9900Ω.(2)图2小量程电流表的满偏电流Ig<I,要将其改装成大量程的电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图2所示,由并联电路电压相等得:IgRg=(I-Ig)Rx解得:Rx=IgI-IgRg≈0.17Ω.答案:(1)串联一个9900Ω的电阻(2)见解析图2并联一个0.17Ω的电阻[课时作业]一、单项选择题1.一个电流表,内阻为Rg,满偏电流为Ig,若把它作为电压表使用,量程为()A.IgRgB.Ig/RgC.Rg/IgD.不能作为电压表使用解析:选A.量程即为满偏电压Ug=IgRg.2.一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如图所示.若在使用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能加以改进()A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻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大得多的电阻解析:选D.改装后的电压表读数不准,说明串联的电阻不准确,所以应使串联电阻有所改变.若减小电阻时,可并联一个比R大得多的电阻,若增大电阻,可串联一个很小的电阻.电压表的读数比准确值小了一些,说明流经电压表的电流稍小些,串联的电阻稍大了一些,要使电压表读数准确,应使电流比原来稍大些,串联电阻的总阻值稍小些,故选D.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Rg=30Ω,满偏电流Ig=5mA,要将它改装为量程为0~3A的电流表,所做的操作是()A.串联一个570Ω的电阻B.并联一个570Ω的电阻C.串联一个0.05Ω的电阻D.并联一个0.05Ω的电阻解析:选D.电流表改装较大量程的电流表需并联一个分流电阻,改装后量程为3A.所以R=Rgn-1=3035×10-3-1Ω≈0.05Ω,故D正确.4.有两只完全相同的电流表,被改装成一只电流表和一只电压表,一位同学在做实验时误将这两只表(电流表和电压表)串联起来连接在电路中,则两只表上的指针可能出现下列哪些现象()A.两表指针的偏角相同B.两表的指针都不偏转C.电压表的指针有偏转,电流表的指针几乎不偏转D.电流表的指针有偏转,电压表的指针几乎不偏转解析:选C.由于通过两表头G的电流不同,故指针偏角不同.由于电流表是表头G与分流电阻并联的,而电压表是表头G与分压电阻串联,故通过电压表头的电流大于流过电流表头的电流,又因为两表串联起来总电阻很大,总电流很小,所以电压表的指针有偏转,电流表的指针几乎不偏转,故C正确,A、B、D错误.5.如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个小量程电流表G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是()A.甲表是电流表,R增大时量程增大B.甲表是电流表,R增大时量程减小C.乙表是电压表,R增大时量程减小D.上述说法都不对解析:选B.小量程电流表改装成大量程电流表的原理是并联一个小的分流电阻,且并联的电阻越小,分流电阻分担的电流值就越大,即改装后的量程就越大,故A错误,B正确;小量程电流表改装电压表的原理是串联一个大的分压电阻,且串联的分压电阻越大,改装后的量程就越大,故C错误;因为B正确,故D错误.6.如图所示电路,G是电流表,R1、R2是两个可变的电阻,调节可变电阻R1,可以改变电流表G的示数.当MN间的电压为6V时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度,将MN间的电压改为5V时,若要电流表G的指针偏转到最大刻度,下列方法中可行的是()A.保持R1不变,增大R2B.增大R1,减小R2C.减小R1,增大R2D.保持R2不变,减小R1解析:选B.串联电路中电压和电阻成正比,当总电压减小,而使R1电压不变,在四个选项提供的方法中,只能是增大R1减小R2.故选项B正确.7.如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的12;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A解析:选C.设电流表A的内阻为RA,用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时,若将接线柱1、2接入电路,根据并联电路的特点,(I1-IA)R1=IARA,解得I1=3IA=0.06A,则每一小格表示0.06A;若将接线柱1、3接入电路,则(I2-IA)R1=IARA,解得I2=3IA=0.06A,则每一小格表示0.06A.选项C正确.二、多项选择题8.如图所示的电路中,R1、R2是两个定值电阻,R1阻值很大,R2阻值很小,G是一个小量程电流表,S1、S2为开关,下列判断中正确的是()A.只闭合S1时,MN之间是一个电压表B.S1、S2都闭合时,MN之间是一个电流表C.只闭合S1时,MN之间是一个电流表D.S1、S2都断开时,MN之间是一个电流表解析:选AB.只闭合S1时,电流计与R2并联,再与R1串联分压,故为电压表;当S1、S2都闭合时,R1被短路,只有R2与电流计并联分流,故为电流表;当S1、S2都断开时,电流计与R1串联分压,故为电压表.9.如图所示,将一个改装的电流表接入电路和标准表进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些,如果通过表头G的电流Ig是准确的,出现的误差可能是下述哪种原因引起的()A.Rg的测量值比真实值偏大B.Rg的测量值比真实值偏小C.所并联的R并比公式R并′=IgRgI-Ig计算出的R并′偏小D.所并联的R并比公式R并′=IgRgI-Ig计算出的R并′偏大解析:选AD.改装成的电流表(待测表)比标准表的读数偏大,说明流经表头G的电流偏大些,根据并联电路的特点,所并联的R并越大,流经表头G的电流越大,所以R并比公式R并′=IgRgI-Ig计算出的R并′偏大.同样如果Rg测量值比真实值偏大,也会使R并′偏大,故选项A、D正确.10.用四个相同的小量程电流表,分别改装成了量程不同的大量程电流表A1、A2和量程不同的电压表V1、V2,且电流表A1的量程大于电流表A2的量程,电压表V1的量程大于电压表V2的量程,若把电表分别采用并联的方式接入电路,如图甲、乙所示,则闭合开关后,下列有关说法正确的是()A.图甲中的A1、A2的示数相同B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同C.图乙中的V1、V2的示数相同D.图乙中的V1、V2的指针偏角相同解析:选BC.题图甲中电流表A1、A2并联,电压相同,表头的电流,指针偏转角度相同,由于电流表A1的量程大于A2的量程,则电流表A1的读数大于电流表A2的读数,故A错误,B正确;V1、V2并联,流过表头的电流不相同,指针偏转的角度不相同,但因是并联电压相同,则读数相同,则C正确,D错误.三、非选择题11.为了使用方便,实验室中的电压表通常有两个量程,如图所示为表头G改装成两个量程为0~3V、0~15V的电压表的电路图.若已知R2是阻值为24kΩ的电阻,表头G的内阻为500Ω,则R1的阻值和灵敏电流计的满偏电流各是多少?解析:设电流计的满偏电流为Ig,内阻为rg,则应有:3V=Ig(rg+R1),15V=Ig(rg+R1+R2),联立可得R1=5.5kΩ,Ig=0.5×10-3A=500μA.答案:5.5kΩ500μA12.某电流表内阻Rg为200Ω,满偏电流Ig为2mA,按如图甲、乙改装成量程为0~0.1A和0~1A的两个量程的电流表,试求在图甲、乙两种情况下,R1和R2各为多少?解析:根据串联电路的分压作用和并联电路的分流作用去求解.按图甲接法,由并联电路中电流跟电阻成反比,可得R1=IgI-IgRg=2×10-30.1-2×10-3×200Ω=4.08Ω.R2=IgI′-IgRg=2×10-31-2×10-3×200Ω=0.40Ω.按图乙接法,量程为0~1A时,R2和Rg串联后与R1并联;量程为0~0.1A时,R1和R2串联后与Rg并联,分别得:Ig(Rg+R2)=(1-Ig)R1,IgRg=(0.1-Ig)(R1+R2).解得:R1=0.41Ω,R2=3.67Ω.答案:图甲R1=4.08ΩR2=0.40Ω图乙R1=0.41ΩR2=3.67Ω

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