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第3章从电表电路到集成电路3．4多用电表电路分析与设计第3章从电表电路到集成电路1.了解将小量程电流表改装成大量程电压表的原理，并进行有关计算．(重点)2．了解将小量程电流表改装成大量程电流表的原理，并进行有关计算．(重点)一、多用电表测电压电路1．多用电表的表头(1)多用电表的表头是一个小量程的________，表头内阻Rg为几百欧至几千欧．(2)满偏电流Ig：表头指针偏转到__________时的电流．(3)满偏电压Ug：当表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫做满偏电压，且Ug＝__________．电流表最大刻度IgRg2.将表头改装成大量程电压表如图所示，利用电路的分压原理可将表头______一个电阻改装成电压表．串联1．(1)电压表中的串联电阻的作用是分去一部分电流．()(2)改装后的电压表的内阻等于分压电阻的阻值．()××二、多用电表测电流电路如图所示，利用电路的分流原理给表头______一个电阻，即可把小量程的电流表改装成大量程的电流表．并联2．(1)电流表中的并联电阻的作用是分去一部分电压．()(2)改装后的电流表的内阻等于分流电阻的阻值．()××将电流表改装成电压表学案导引1.电流表改装成电压表的原理是什么？2.改装后电压表的量程由什么决定？3.改装后的电压表，内阻变大了还是变小了？1.电流表改装电压表的原理将电流表的示数根据欧姆定律Ug＝IgRg换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程Ug很小．如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来度量较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图所示．2．分压电阻的计算由串联电路的特点U＝IgRg＋IgR，解得：R＝UIg－Rg＝UIgRg－1Rg＝UUg－1Rg，因为电压扩大量程的倍数n＝UUg，所以R＝(n－1)Rg.有一个电流表G，内电阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.要把它改装成量程为0～3V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？[思路点拨]解答本题可以按照以下思路进行分析：[解析]电流表的满偏电压为：Ug＝IgRg＝3×10－3×10V＝0.03V串联电阻需承担的电压为：U′＝U－Ug＝3V－0.03V＝2.97V串联电阻的阻值：R＝U′Ig＝2.97V3×10－3A＝990Ω改装后的内阻为：RV＝R＋Rg＝1000Ω.[答案]990Ω1000Ω电压表的改装关键看分压电阻所需要承担的电压，分压电阻承担的电压越大，电压表的量程就越大，或者说电压表的量程越大，分压电阻就越大，改装后电压表的内阻就越大．1.把电流表G改装成电压表，一般首先测定()A．电流表的内阻和满偏电压B．电流表的满偏电流和满偏电压C．电流表的满偏电流和内阻D．电流表的电压和额定功率解析：选C．测定表头的满偏电流Ig和内阻Rg，满偏电压可通过欧姆定律计算得出.小量程电流表改装成大量程电流表学案导引将小量程电流表改装成大量程电流表的原理是什么？如何计算改装后的内阻？1.电流表改装的原理给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程，如图所示．2．分流电阻的计算由并联电路的特点：IgRg＝(I－Ig)R，解得：R＝IgRgI－Ig＝RgIIg－1.因为电流扩大量程的倍数n＝IIg，所以R＝Rgn－1.有一个电流表G，内电阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA，要把它改装成量程为0～3A的电流表，应该并联一个多大的电阻？改装后电流表的内电阻是多大？[思路点拨]解答本题可以按照以下思路进行分析：[解析]电流表两端的电压为：Ug＝IgRg＝3×10－3A×10Ω＝0.03V分流电阻分担的电流为：IR＝I－Ig＝3A－3×10－3A＝2.997A由欧姆定律得分流电阻的阻值为：R＝UgIR＝0.03V2.997A≈0.01Ω并联后的总电阻为：RA＝RRgR＋Rg＝0.01×100.01＋10Ω≈0.00999Ω.[答案]0.01Ω0.00999Ω解决这类问题除了应用电路的特点外，还可以利用R＝Rgn－1进行求解．2.一电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻为200Ω.要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上()A．并联一个200Ω的电阻B．并联一个0.4Ω的电阻C．串联一个0.4Ω的电阻D．串联一个200Ω的电阻解析：选B．小量程电流表改装为一个大量程电流表应并联一分流电阻．由IgR＝(I－Ig)r得：r＝IgRI－Ig＝0.001×2000.5－0.001Ω≈0.4Ω，B对．典型问题——电流表内接法和外接法的探究1．电流表两种接法误差分析内接法外接法电路误差分析电压表示数UV＝UR＋UAUR电流表示数IA＝IRR测＝UVIAURIR＝R真电压表示数UV＝UR电流表示数IA＝IR＋IVIRR测＝UVIAURIR＝R真内接法外接法误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况，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，且测量值偏大；小电阻用外接法，且测量值偏小，可记忆为“大内偏大，小外偏小”．(2)公式计算法：当RxRARV时，用内接法；当RxRARV时，用外接法；当Rx＝RARV时，两种接法都可以．(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，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．(多选)用如图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[解析]该电路中电流表的读数为通过Rx的电流真实值，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．[答案]BC如图所示，用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，c端与b端相连时，电流表示数为4.60mA，电压表示数为2.50V，c端与a端相连时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果正确的是()A．电阻的真实值更接近543Ω，且大于543ΩB．电阻的真实值更接近543Ω，且小于543ΩC．电阻的真实值更接近460Ω，且大于460ΩD．电阻的真实值更接近460Ω，且小于460Ω解析：选B．比较两次的电压读数，可知ΔU＝0.20V，则ΔUU＝0.202.50＝0.08；电流变化ΔI＝0.40mA，则ΔII＝0.404.60≈0.087，可见ΔIIΔUU，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采用内接法，Rx＝2.50V4.60×10－3A≈543Ω，此法测量值偏大，因此选项B正确．