2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 電路 第四節(jié) 課時(shí)1 多用電表的原理學(xué)案 粵教版選修3-1
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1、課時(shí)1 多用電表的原理 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)定位] 物理觀念:1.認(rèn)識(shí)多用電表測電阻的原理.2.理解將小量程電流表改裝成電壓表和大量程電流表的原理. 科學(xué)思維:1.通過對(duì)歐姆表原理的分析,進(jìn)一步提高應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的能力.2.能根據(jù)串、并聯(lián)電路的知識(shí)進(jìn)行有關(guān)電表改裝的計(jì)算. 一、多用電表的原理 1.構(gòu)造:指針式多用電表由表頭、測量電路、轉(zhuǎn)換開關(guān)以及紅、黑測量表筆組成. 2.多用電表電路圖(如圖1) 圖1 (1)“1”“2”為電流測量端. (2)“3”“4”為電壓測量端. (3)“5”為電阻測量端. (4)黑表筆插入公共端. (5)紅表筆通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入
2、相應(yīng)的測量端. 二、電壓表和電流表的改裝原理 1.小量程電流表G(表頭)的三個(gè)參量: 2.電表改裝原理: (1)電壓表改裝:將表頭串聯(lián)一個(gè)較大電阻,如圖2所示: 圖2 (2)電流表改裝:將表頭并聯(lián)一個(gè)較小電阻,如圖3所示: 圖3 三、多用電表測電阻(歐姆表)的原理 (1)利用電阻的串、并聯(lián)公式: 如圖4,虛線框的等效電阻R并=,所以通過表頭的電流I=×. 圖4 (2)多用電表測量電阻的原理 ①調(diào)零:紅、黑表筆相接,此時(shí)Rx=0,I=×=Ig. 結(jié)論:指針指到電流的滿刻度Ig時(shí),對(duì)應(yīng)紅、黑表筆間的電阻為0. ②測量: a.當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí),電路
3、中沒有電流,指針不偏轉(zhuǎn),對(duì)應(yīng)紅、黑表筆間的電阻為無限大,在表盤上電流為零處標(biāo)電阻∞. b.紅、黑表筆間接入待測電阻Rx時(shí),通過表頭的電流I=×. 結(jié)論:每一個(gè)Rx值都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流I. ③刻度: 在刻度盤上標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的Rx值,就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值. 1.判斷下列說法的正誤. (1)電壓表中串聯(lián)的電阻的作用是分去一部分電流.(×) (2)電流表中并聯(lián)的電阻的作用是分去一部分電壓.(×) (3)若將電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后,不改變?cè)眍^的滿偏電壓.(√) (4)多用電表測電阻時(shí)刻度是不均勻的,且每一擋的測量范圍都是從0~∞.(√) 2.(
4、2018·清華附中期中)某同學(xué)在進(jìn)行電阻測量時(shí),需要將一滿偏電流為50μA、阻值為800Ω的小量程電流表G改裝成量程為3V的電壓表,則需要選擇一個(gè)阻值為________Ω的電阻與這一電流表________(選填“串”或“并”)聯(lián). 答案 5.92×104 串 解析 設(shè)小量程電流表的內(nèi)阻為Rg,量程為Ig,需要串聯(lián)電阻的阻值為R,電壓表改裝的原理圖為: 改裝電壓表需要串聯(lián)大電阻來分壓,根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律:Ig(Rg+R)=3V, 代入數(shù)據(jù)可得:R=5.92×104Ω 一、電壓表和電流表的改裝及特點(diǎn) (1)小量程電流表有哪三個(gè)參數(shù)?三個(gè)參
5、數(shù)之間有什么關(guān)系? (2)對(duì)于小量程電流表,其額定電壓比較小,如何將該電流表改裝成大量程的電壓表? (3)對(duì)于小量程電流表,其額定電流比較小,如何將該電流表改裝成大量程的電流表? 答案 (1)三個(gè)參數(shù):內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug,Ug=IgRg (2)需將表頭串聯(lián)一個(gè)阻值較大的分壓電阻,改裝成大量程的電壓表. (3)需將表頭并聯(lián)一個(gè)阻值較小的分流電阻,改裝成大量程的電流表. 電壓表、電流表的改裝及其特點(diǎn) 項(xiàng)目 小量程電流表G改裝成大量程 電壓表V 小量程電流表G改裝成大量程 電流表A 電路結(jié)構(gòu) R的作用 分壓 分流 擴(kuò)大量程的計(jì)算 U=I
6、g(R+Rg) R=-Rg IgRg=(I-Ig)R R=Rg 電表的總內(nèi)阻 RV=Rg+R RA= 使用 并聯(lián)在被測電路兩端,“+”接線柱接電勢(shì)較高的一端 串聯(lián)在被測支路中,電流從“+”接線柱流入 例1 有一電流表G,內(nèi)阻Rg=10Ω,滿偏電流Ig=3mA. (1)要把它改裝成量程為0~3V的電壓表,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)多大的電阻?改裝后電壓表的內(nèi)阻是多大? (2)要把它改裝成量程為0~0.6A的電流表,需要并聯(lián)一個(gè)多大的電阻?改裝后電流表的內(nèi)阻是多大? 答案 (1)990Ω 1000Ω (2)0.05Ω 0.05Ω 解析 (1)由題意知電流表G的滿偏電壓 Ug=I
7、gRg=0.03V 改裝成量程為0~3V的電壓表,當(dāng)達(dá)到滿偏時(shí),分壓電阻R的分壓UR=U-Ug=2.97V 所以分壓電阻R==Ω=990Ω 改裝后電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R=1000Ω. (2)改裝成量程為0~0.6A的電流表,當(dāng)達(dá)到滿偏時(shí),分流電阻R的分流IR=I-Ig=0.597A 所以分流電阻R=≈0.05Ω 改裝后電流表的內(nèi)阻RA=≈0.05Ω. 針對(duì)訓(xùn)練1 如圖5是有兩個(gè)量程的電壓表,當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~3V,當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~15V. 已知電流表的內(nèi)阻Rg為100Ω,滿偏電流為1mA,則電阻R1的阻值是________Ω,電阻R2的阻值
8、是________Ω. 圖5 答案 2900 12000 解析 接a、b時(shí),串聯(lián)的電阻為R1,則有R1=-Rg=Ω-100Ω=2900Ω;接a、c時(shí),串聯(lián)的電阻為R1和R2,則有R2=-Rg-R1=Ω-100Ω-2900Ω=12000Ω. 二、歐姆表測電阻的原理 1.原理圖: 2.原理:閉合電路的歐姆定律: (1)根據(jù)通過表頭的電流為I=,Rx與電流I一一對(duì)應(yīng),如果將表盤上的電流值改為電阻值,就可以從表盤上直接讀出電阻的數(shù)值,這樣就制成了一個(gè)歐姆表. (2)歐姆表的內(nèi)阻:式中(R+Rg+r)為歐姆表的內(nèi)阻. (3)歐姆調(diào)零:R為變阻器,也叫調(diào)零電阻.紅、黑表筆短接后,
9、通過調(diào)節(jié)它,可以使歐姆表指針指向“0Ω”位置. 3.歐姆表表盤的刻度標(biāo)注 刻度 標(biāo)注方法 標(biāo)注位置 “0Ω” 紅、黑表筆相接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針滿偏,被測電阻Rx=0 滿偏電流Ig處 “∞” 紅、黑表筆不接觸,表頭指針不偏轉(zhuǎn),被測電阻Rx=∞ 電流為零處 中值電阻 Rx中=r+R+Rg=r內(nèi) 刻度盤正中央 “Rx” 紅、黑表筆接Rx,Ix=,Rx與Ix一一對(duì)應(yīng) 與Rx對(duì)應(yīng)電流Ix處 例2 把一量程6mA、內(nèi)阻100Ω的電流表改裝成歐姆表,電路如圖6所示,現(xiàn)備有如下器材:A.電源E=3V(內(nèi)阻不計(jì));B.變阻器0~100Ω;C.變阻器0~500Ω;D.紅表
10、筆;E.黑表筆. 圖6 (1)變阻器選用________. (2)紅表筆接________端,黑表筆接________端.(選填“M”或“N”) (3)按正確方法測量Rx,指針指在電流表2mA刻度處,則電阻值應(yīng)為________;若指在電流表3mA刻度處,則電阻值應(yīng)為________. (4)若該歐姆表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能調(diào)零,按正確使用方法再測上述電阻Rx,其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”). 答案 (1)C (2)N M (3)1000Ω 500Ω (4)偏大 解析 (1)兩表筆直接接觸時(shí),調(diào)節(jié)變阻器
11、的阻值使電流達(dá)到滿偏I(xiàn)g=,解得R0=400Ω,故變阻器應(yīng)選C. (2)紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,黑表筆接內(nèi)部電源的正極,所以紅表筆接N端,黑表筆接M端. (3)電流I=2mA時(shí),有I=,解得 Rx=1000Ω.電流I′=3mA時(shí),I′=,解得Rx′=500Ω. (4)當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大時(shí),歐姆表重新調(diào)零,由于滿偏電流Ig不變,由公式Ig=,歐姆表內(nèi)阻需調(diào)小,待測電阻的阻值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn),由公式I===,可知當(dāng)r內(nèi)變小時(shí),接入同樣的被測電阻,通過的電流變小,歐姆表讀數(shù)變大. [學(xué)科素養(yǎng)] 通過解歐姆表的相關(guān)問題,讓閉合電路歐姆定律在學(xué)生頭腦中得到升華,這體現(xiàn)了“物理觀念
12、”的學(xué)科素養(yǎng).提出“在使用過程中如果電源電動(dòng)勢(shì)變小怎么辦”這個(gè)物理問題,并在探究過程中得到結(jié)論,這體現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)探究”的學(xué)科素養(yǎng). 針對(duì)訓(xùn)練2 (2018·新余市高二上期末)如圖7所示是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的示意圖,其中電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V.改裝后若將原電流表3mA刻度處定為零阻值位置,則1.5mA刻度處應(yīng)標(biāo)________Ω,1mA刻度處應(yīng)標(biāo)________Ω. 圖7 答案 500 1000 解析 歐姆表內(nèi)阻:R內(nèi)==Ω=500Ω, 電流為1.5mA時(shí),I===0.0015A, 解得:R=500Ω; 電流為1mA時(shí),I′===0.001A,解得:R′=1000
13、Ω. 三、多用電表的改裝原理 1.多用電表的改裝原理: 如圖8甲、乙、丙所示,分別為電流表、歐姆表、電壓表的示意圖,把它們組合在一起構(gòu)成多用電表,如圖丁所示. 圖8 2.多用電表中電流的流向:紅表筆接“+”插孔,黑表筆接“-”插孔. (1)電流擋串聯(lián)接入電路,電流從紅表筆流進(jìn)電表,從黑表筆流出電表. (2)電壓擋并聯(lián)接入電路,紅表筆接高電勢(shì)點(diǎn),黑表筆接低電勢(shì)點(diǎn),電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”. (3)使用歐姆擋時(shí),紅表筆連接表內(nèi)電源的負(fù)極,黑表筆連接表內(nèi)電源的正極,電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”. 例3 如圖9所示是簡化的多用電表的電路圖.轉(zhuǎn)換開關(guān)S與不同接點(diǎn)連接,就組成不同的電
14、表,已知R3<R4,下面是幾位同學(xué)對(duì)這一問題的討論,請(qǐng)你判斷下列說法正確的是( ) 圖9 A.S與1或2連接時(shí),多用電表就成了電流表,且前者量程較小 B.S與3或4連接時(shí),多用電表就成了電流表,且前者量程較大 C.S與3或4連接時(shí),多用電表就成了電壓表,且前者量程較大 D.S與5連接時(shí),多用電表就成了歐姆表 答案 D 解析 S與1連接時(shí),電阻R1起分流作用,S與2連接時(shí),電阻R1、R2起分流作用,所以S與1或2連接時(shí),多用電表就成了電流表,由于前者分流電阻較小,所以前者量程較大;S與3或4連接時(shí),電流表與分壓電阻串聯(lián),多用電表就成了電壓表,由于R3<R4,所以前者量程較??;
15、S與5連接時(shí),多用電表就成了歐姆表,R6為歐姆擋調(diào)零電阻.綜上所述,正確答案為D. 1.(電壓表的改裝)(2018·聊城市期末)一只電流表的滿偏電流Ig=2mA,內(nèi)阻Rg=500Ω,把它改裝成量程為0~3V的電壓表,下列說法中正確的是( ) A.需串聯(lián)一個(gè)1500Ω的電阻 B.需串聯(lián)一個(gè)1000Ω的電阻 C.需并聯(lián)一個(gè)1000Ω的電阻 D.改裝后,電壓表的內(nèi)阻為1000Ω 答案 B 2.(電流表的改裝)(2018·煙臺(tái)市期末)一電流表G的滿偏電流Ig=2mA,內(nèi)阻為100Ω.要把它改裝成一個(gè)量程為0.4A的電流表,則應(yīng)在電流表G上( ) A.并聯(lián)一個(gè)0.5Ω的電阻 B
16、.并聯(lián)一個(gè)100Ω的電阻 C.串聯(lián)一個(gè)0.5Ω的電阻 D.串聯(lián)一個(gè)100Ω的電阻 答案 A 3.(電表的改裝)兩只電壓表和是由完全相同的兩個(gè)電流計(jì)改裝成的,表的量程是5V,表的量程是15V,把它們串聯(lián)起來接入電路中,則( ) A.它們的示數(shù)相等,指針偏轉(zhuǎn)角度也相等 B.它們的示數(shù)之比為1∶3,指針偏轉(zhuǎn)角度相等 C.它們的示數(shù)相等,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶3 D.它們的示數(shù)之比、指針偏轉(zhuǎn)角度之比均為1∶3 答案 B 解析 由于兩個(gè)電壓表是用相同的電流計(jì)改裝的,當(dāng)兩個(gè)電壓表串聯(lián)使用時(shí),通過兩表的電流是相同的,所以表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度是相同的;刻度盤上的示數(shù)表示的是電壓表兩端的電壓
17、,與量程成正比,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤. 4.(歐姆表的構(gòu)造和原理)(多選)歐姆表的內(nèi)部電路如圖10所示,已知電流計(jì)的電阻為Rg,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R0,電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r.下列說法正確的是( ) 圖10 A.歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律 B.電路圖中左側(cè)的表筆為黑表筆 C.歐姆表表盤的最左端為歐姆“0”刻度 D.歐姆表表盤的中間刻度值為R中=r+Rg+R0 答案 AD 解析 歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的,A正確;電流從黑表筆出,紅表筆進(jìn),B錯(cuò)誤;“∞”刻度在刻度盤的左端,C錯(cuò)誤;當(dāng)歐姆表指針指在中間位置時(shí),=,Ig=,所以R
18、x=Rg+R0+r,即中間刻度值為R中=r+Rg+R0,D正確. 5.(歐姆表的表盤標(biāo)度)把一個(gè)滿偏電流為3mA的電流表改裝成歐姆表,其中電源電動(dòng)勢(shì)為3V.在測電阻時(shí),電流表指針指在表盤上2mA處,在改成相應(yīng)的電阻刻度時(shí),應(yīng)是( ) A.250ΩB.500ΩC.1000ΩD.1500Ω 答案 B 解析 當(dāng)電流表滿偏時(shí),歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)==Ω=1000Ω,當(dāng)電流表指針指在表盤上2mA處時(shí),整個(gè)回路的電阻Rx+R內(nèi)==Ω=1500Ω,所以Rx=500Ω,選項(xiàng)B正確. 一、選擇題 考點(diǎn)一 電表的改裝 1.(2018·沭陽縣高二上期中)一電壓表內(nèi)阻為3kΩ,量程為0~3V,要把它
19、改裝成一個(gè)量程為0~15V的電壓表,需要給它( ) A.并聯(lián)一個(gè)12kΩ的電阻 B.并聯(lián)一個(gè)15kΩ的電阻 C.串聯(lián)一個(gè)12kΩ的電阻 D.串聯(lián)一個(gè)15kΩ的電阻 答案 C 解析 電壓表內(nèi)阻為3kΩ,量程為0~3V,要把它改裝成一個(gè)量程為0~15V的電壓表,需要給它串聯(lián)一個(gè)電阻,阻值R==12kΩ,故選C. 2.有一電流表內(nèi)阻為10Ω,滿偏電流為500mA,要把它改裝成量程是3A的電流表.正確的方法是( ) A.串聯(lián)一個(gè)2Ω的電阻 B.并聯(lián)一個(gè)2Ω的電阻 C.串聯(lián)一個(gè)60Ω的電阻 D.并聯(lián)一個(gè)60Ω的電阻 答案 B 解析 電流表滿偏電壓U=IAR=0.5×10V=
20、5V,應(yīng)并聯(lián)電阻R==Ω=2Ω,選項(xiàng)B正確. 3.把表頭G改裝成大量程電流表時(shí),下列說法正確的是( ) A.改裝原理為并聯(lián)電阻能增大通過G的電流 B.改裝成電流表后,表頭G本身允許加的電壓增大了 C.改裝后,表頭G自身的電阻減小了 D.改裝后使用時(shí),表頭G本身的參量都不改變,整個(gè)并聯(lián)電路允許通過的電流增大了 答案 D 解析 把表頭G改裝成大量程的電流表時(shí),只是并聯(lián)了一個(gè)分流電阻,使整個(gè)并聯(lián)電路允許通過的電流增大,但表頭的各參量都不變,故D對(duì),A、B、C錯(cuò). 4.一電壓表由電流表G和電阻R串聯(lián)而成.若在使用過程中發(fā)現(xiàn)此電壓表的讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些,采用下列哪種措施可以改進(jìn)(
21、 ) A.在R上串聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻 B.在R上串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻 C.在R上并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻 D.在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻 答案 D 解析 若電壓表讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些,說明串聯(lián)電阻R稍大些,應(yīng)在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻. 5.(多選)(2018·天津市耀華中學(xué)期末)四個(gè)相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2.已知電流表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程,改裝好后把它們按圖1所示接法連入電路,則( ) 圖1 A.電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù) B.電流表A1指針的偏轉(zhuǎn)角
22、小于電流表A2指針的偏轉(zhuǎn)角 C.電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù) D.電壓表V1指針的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2指針的偏轉(zhuǎn)角 答案 AD 解析 電流表A1與電流表A2由相同表頭與不同電阻并聯(lián)改裝而成,并聯(lián)在電路中,故指針偏轉(zhuǎn)角相同,因電流表A1的量程較大,則電流表A1的讀數(shù)較大,故A正確,B錯(cuò)誤;電壓表V1與電壓表V2由相同表頭與不同電阻串聯(lián)改裝而成,串聯(lián)在電路中,通過表頭的電流相同,故指針的偏轉(zhuǎn)角相同,因電壓表V1量程較大,則電壓表V1的讀數(shù)大于電壓表V2的讀數(shù),故D正確,C錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 歐姆表的原理 6.以下是歐姆表原理的電路示意圖,正確的是( ) 答案 C 解析
23、 選項(xiàng)B的歐姆表中沒有可調(diào)電阻,B錯(cuò);選項(xiàng)A、D電流表的負(fù)極接到了電源的正極,A、D錯(cuò);紅表筆應(yīng)接電源的負(fù)極,黑表筆應(yīng)接電源的正極,C對(duì). 7.(多選)下列關(guān)于多用電表歐姆擋的說法中,正確的是( ) A.表盤刻度是不均勻的,從零刻度處開始,刻度值越大處,刻度線越疏 B.紅表筆是與表內(nèi)的電源正極相連的 C.測電阻時(shí),首先要把紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零,然后再去測電阻 D.為了減小誤差,應(yīng)盡量使指針指在中間刻度附近 答案 CD 解析 由I=,電流I與對(duì)應(yīng)的待測電阻阻值Rx不成正比,表盤刻度線是不均勻的,刻度值越大處刻度線越密,故A錯(cuò)誤; 在歐姆表內(nèi)部黑表筆接的是電源的正極,故B錯(cuò)誤;
24、 測電阻時(shí),首先要把紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零,然后再去測電阻,故C正確; 當(dāng)指針指在刻度盤的中間刻度附近時(shí),測量的數(shù)據(jù)誤差最小,所以為了減小誤差,應(yīng)盡量使指針指在中間刻度附近,故D正確. 8.如圖2是一個(gè)將電流表改裝成歐姆表的示意圖,此歐姆表已經(jīng)調(diào)零,用此歐姆表測一阻值為R的電阻時(shí),指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的處.現(xiàn)用該表測一未知電阻,指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處,則該電阻的阻值為( ) 圖2 A.4R B.5R C.10R D.16R 答案 D 解析 由閉合電路的歐姆定律得:調(diào)零時(shí)有E=IgR內(nèi);指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的時(shí)有E=;指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時(shí)有E=.聯(lián)立三式可解得Rx=16R,D正確,A
25、、B、C錯(cuò)誤. 9.一個(gè)用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表,調(diào)零后用它測量500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí),指針恰好指在刻度盤的正中間.如用它測量一個(gè)未知電阻時(shí),指針指在1mA處,則被測電阻的阻值為( ) A.1000ΩB.5000ΩC.1500ΩD.2000Ω 答案 A 解析 設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi),由閉合電路歐姆定律知:3×10-3A=,1.5×10-3A=,所以R內(nèi)=500Ω,E=1.5V,又1×10-3A=,所以Rx=1000Ω,故選A. 10.(2018·華南師大附中期末)如圖3所示為歐姆表的原理示意圖.其中,電流表的滿偏電流為300μA,內(nèi)阻rg=100Ω,調(diào)零電阻最大值R=5
26、0kΩ,串聯(lián)的定值電阻R0=50Ω,電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V.用它測量電阻Rx,能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是( ) 圖3 A.30~80kΩ B.3~8kΩ C.300~800Ω D.30~80Ω 答案 B 解析 用歐姆表測量電阻,指針指在表盤中央附近時(shí)測量結(jié)果比較準(zhǔn)確.當(dāng)電流最大時(shí),Ig=,其中R內(nèi)為歐姆表的內(nèi)阻,得R內(nèi)==Ω=5000Ω,用它測量電阻Rx,當(dāng)指針指在表盤中央時(shí)Ig=,得Rx=-R內(nèi)=5000Ω,故能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是5kΩ附近,選項(xiàng)B正確. 考點(diǎn)三 多用電表的構(gòu)造原理 11.(多選)(2017·瀏陽一中期中)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)多量程多用電表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖
27、4所示.測電流和測電壓時(shí)各有兩個(gè)量程,還有兩個(gè)擋位用來測電阻.下列說法正確的是( ) 圖4 A.當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)1、2相接時(shí),測的是電流 B.當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)3、4相接時(shí),測的是電壓 C.A表筆為紅表筆,B表筆為黑表筆 D.功能選擇開關(guān)S旋到觸點(diǎn)5時(shí)的量程比旋到觸點(diǎn)6時(shí)的量程大 答案 AC 解析 當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)1、2相接時(shí),表頭并聯(lián)電阻,改裝為電流表,選項(xiàng)A正確;當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)3、4相接時(shí),內(nèi)含電源和調(diào)零電阻,測的是電阻,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電流從紅表筆流進(jìn),則A表筆為紅表筆,B表筆為黑表筆,選項(xiàng)C正確;功能選擇開關(guān)S旋到觸點(diǎn)5時(shí)串聯(lián)一個(gè)電阻,串聯(lián)的電阻
28、值比旋到觸點(diǎn)6時(shí)小,旋到觸點(diǎn)5時(shí)的量程比旋到觸點(diǎn)6時(shí)的量程小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 二、非選擇題 12.在如圖5所示的電路中,小量程電流表G的內(nèi)阻Rg=100Ω,滿偏電流Ig=1mA,R1=900Ω,R2=Ω. 圖5 (1)當(dāng)S1和S2均斷開時(shí),改裝成的表是什么表?量程為多大? (2)當(dāng)S1和S2均閉合時(shí),改裝成的表是什么表?量程為多大? 答案 (1)電壓表 1V (2)電流表 1A 解析 (1)S1和S2均斷開時(shí),電阻R1與小量程電流表G串聯(lián),可組成較大量程的電壓表,電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R1=1000Ω.所以改裝成的電壓表的量程為: U=IgRV=0.001×1000V=1V
29、. (2)S1和S2均閉合時(shí),電阻R1被短路,電阻R2與小量程電流表G并聯(lián),組成較大量程的電流表.當(dāng)小量程電流表G滿偏時(shí),通過R2的電流為:IR2==A=0.999A,故改裝成的電流表的量程為I=IR2+I(xiàn)g=0.999A+0.001A=1A. 13.如圖6所示,靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg為500Ω,滿偏電流Ig為1mA.當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),是量程為I1的電流表;當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),是量程為I2的電流表;當(dāng)使用a、d兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),是量程為U的電壓表.已知電阻R1、R2、R3的阻值分別為0.5Ω、2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值. 圖6 答案 1.005A 201mA 20.
30、6V 解析 接a、b時(shí)滿足Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1 接a、c時(shí)滿足IgRg=(I2-Ig)(R1+R2) 解得I1=1.005A,I2=201mA 接a、d時(shí)滿足IgRg+I(xiàn)3R3=U 且IgRg=(I3-Ig)(R1+R2) 解得U=20.6V. 14.(2018·東北師大附中高二上期中)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找了一個(gè)電流表、一個(gè)電池、一個(gè)定值電阻,串聯(lián)起來后兩端接上紅、黑表筆,當(dāng)作歐姆表使用(如圖7所示).兩個(gè)表筆直接接觸時(shí),電流表讀數(shù)6.0mA,兩個(gè)表筆接在150Ω的電阻兩端時(shí),電流表讀數(shù)為3.75mA.現(xiàn)把表筆與一個(gè)未知電阻連接,電流表讀數(shù)為5mA,這個(gè)未知電阻多大? 圖7 答案 50Ω 解析 設(shè)電池電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,電流表內(nèi)阻為rA,定值電阻為R0,當(dāng)表筆短接時(shí),E=I0(r+rA+R0) 其中I0=6.0mA 當(dāng)接入150Ω電阻時(shí)有:E=I1(r+rA+R0+R1) 其中I1=3.75mA 聯(lián)立以上代入數(shù)據(jù)解得:E=1.5V,r+rA+R0=250Ω 接入未知電阻有:E=I2(r+rA+R0+R) 其中I2=5mA,解得:R=50Ω. 16
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