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1、
微專題四 電學內阻分析
電學內阻的相關計算題是我省中考的高頻考點,常結合電路圖考查歐姆定律的相關計算,如電源內阻,電流表、電壓表內阻,用電器內阻等。
電路圖
分析方法
電壓表
的改裝
已知電流計的電阻Rg、滿偏電流Ig、R1和R2
電壓表的實質就是一個小量程電流計與電阻串聯(lián),改裝后的量程Uab=Ig( Rg+R1 ),Uac=Ig( Rg+R1+R2 )
電流表
的改裝
已知電流計的電阻Rg、滿偏電流Ig、R1和R2
電流表的實質就是一個小量程電流計與電阻并聯(lián),改裝的量程Iab=Ig+IgRgR1+R2,Iac=Ig+Ig( Rg
2、+R2 )R1
電壓表
的內阻
電流表的示數(shù)大于通過電阻的電流,因為電壓表有內阻,電壓表與電阻并聯(lián),有分流作用
電流表
的內阻
電壓表的示數(shù)大于電阻兩端的電壓,因為電流表有內阻,電流表與電阻串聯(lián),有分壓作用
電源
內阻
已知電源電壓U、內阻r、電阻R和電流表內阻Rg。閉合開關S,則電流表的示數(shù)I=Ur+Rg+R
線圈
內阻
電動機通電不轉動時( 短時間內 ),根據(jù)電壓表和電流表示數(shù)可求出其線圈內阻。
針對訓練
1.現(xiàn)有一個靈敏電流計,它的滿偏電流為Ig=1 mA,內阻Rg=200 Ω,若要將它改裝成量程為3 V的電壓表,應 串 ( 選
3、填“串”或“并” )一個 2800 Ω的電阻,改裝后的電壓表測量電壓時,指針指在表盤上原來0.6 mA處,則被測電壓的大小是 1.8 V。?
2.一個電流表的滿刻度電流值Ig=0.6 A,面板如圖所示,那么它每一小格所對應的電流是 20 mA,指針現(xiàn)在指向的電流示數(shù)是 0.34 A。如果這個量程為0.6 A的電流表內阻Rg=60 Ω,要把這個電流表的量程擴大成3 A,那么應該在Rg上 并 聯(lián)一個電阻Rs,Rs的大小應是 15 Ω;用改裝后的電流表測某一電流,指針仍指到圖中所示位置,則該電流是 1.7 A。?
3.電流表的內阻很小,通常情況下可忽略不計,小明探究電流表的電阻值時,如圖甲
4、所示,他先將20 Ω的定值電阻接入電源電壓6 V( 電壓保持不變 )的電路中,電路中的電流為0.3 A;他再將電流表接入電路中,如圖乙所示,測得電流卻是0.29 A。電流表的內阻為 0.69 Ω( 結果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字 ),電流表接入電路后,R兩端的電壓變化了 0.2 V。?
4.如圖所示是用電壓表和電流表測電阻的一種連接方法,Rx為待測電阻。如果考慮到電表內阻對測量結果的影響,則( B )
A.電壓表示數(shù)大于Rx兩端的實際電壓,電流表示數(shù)大于通過Rx的實際電流
B.電壓表示數(shù)大于Rx兩端的實際電壓,電流表示數(shù)等于通過Rx的實際電流
C.電壓表示數(shù)等于Rx兩端的實
5、際電壓,電流表示數(shù)大于通過Rx的實際電流
D.電壓表示數(shù)等于Rx兩端的實際電壓,電流表示數(shù)等于通過Rx的實際電流
5.實際的電源都有一定的電阻,如干電池,我們需要用它的電壓U和電阻r兩個物理量來描述它。實際計算過程中,可以把它看成是由一個電壓為U、電阻為0的理想電源與一個電阻值為r的電阻串聯(lián)而成的,如圖甲所示。在圖乙中R1=14 Ω,R2=9 Ω。當只閉合S1時,電流表讀數(shù)I1=0.2 A;當只閉合S2時,電流表讀數(shù)I2=0.3 A,把電源按圖甲中的等效方法處理。求電源的電壓U和電阻r。
解:根據(jù)題意可知,當開關S1閉合時,由歐姆定律可得U=I1( R1+r )
當開關S2閉合
6、時,由歐姆定律可得U=I2( R2+r )
因電源電壓不變,故可得I1( R1+r )=I2( R2+r )
代入數(shù)據(jù)可得,0.2 A×( 14 Ω+r )=0.3 A×( 9 Ω+r )
解得r=1 Ω
將r=1 Ω代入U=I1( R1+r )可得,U=3 V
6.用如圖所示的電路測量未知電阻Rx的阻值,由于電壓表的阻值很大,在電路分析時,我們常將電壓表視為斷路來處理,但是實際上會有一部分的電流通過電壓表,若電壓表的內阻RV=500 Ω,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表和電流表的示數(shù)分別為10 V和0.1 A。
請你完成下列問題:
( 1
7、 )通過電壓表的電流是多大?
( 2 )未知電阻Rx的真實值是多大?
( 3 )這種測量電路適合測量阻值很大的,還是阻值很小的未知待測電阻?請作出簡要的定性分析。
解:( 1 )由題圖可知,電壓表和未知電阻Rx并聯(lián),電流表測干路的電流,則通過電壓表的電流
IV=URV=0.02 A
( 2 )因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以通過Rx的電流IR=I-IV=0.08 A
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以未知電阻Rx的真實值Rx=UIR=125 Ω
( 3 )當待測電阻的阻值比電壓表的內阻小很多時,電壓表分得的電流很小,電流表的示數(shù)接近通過待
8、測電阻的電流,測量的結果比較準確,所以這種測量電路適合測量阻值很小的未知待測電阻。
7.實際測量中所使用的電流表是由小量程電流表改裝而成的。圖a中G是滿偏電流( 即小量程電流表允許通過的最大電流 )Ig=3 mA的電流表,其電阻Rg=10 Ω,要把它改裝為一個量程為3 A的電流表( 如圖b ),問:
( 1 )當通過小量程電流表的電流為滿偏電流時,它兩端的電壓為多少;
( 2 )需要給它并聯(lián)一個多大的電阻R0( 計算結果小數(shù)點后保留兩位數(shù)字 );
( 3 )設改裝后的電流表的電阻為R,比較R與R0的大小關系,并簡單地說明理由。
解:( 1 )當通過電流表的電流為滿偏電流時,它兩端的電壓
U滿偏=IgRg=3×10-3 A×10 Ω=3×10-2 V
( 2 )通過R0的最大電流
I0=3 A-3×10-3 A=2.997 A
R0=U滿偏I0=3×10-2V2.997A≈0.01 Ω
( 3 )R
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