高考物理第一轮考点总复习课件48.ppt

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1、电电路路4电流表和电压表电流表和电压表电阻的测量电阻的测量第八章2021/8/11 星期三1一、表头(指小量程的电流表即灵敏电流表，也叫电流计，或称表头)1.构造：表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成.2021/8/11 星期三22.工作原理：当线圈中有电流通过时，在磁场力的作用下线圈带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针的偏角就越大.对于磁电式的仪表(利用永磁铁来使通电线圈偏转的仪表)有：指针偏角正比于电流I.因此由指针在标有电流值的刻度盘上所指的位置就可以读出通过表头电流值.2021/8/11 星期三33.表头的参数(1)电流表的内阻Rg：即电流表的电阻.(2)满偏电流

2、Ig：电流表满偏时的电流，一般为几十微安到几毫安.(3)满偏电压Ug：电流表通过满偏电流时，加在电流表两端的电压.2021/8/11 星期三44.三个参数之间的关系：由欧姆定律知.由于Ig、Ug较小，而一般实际测量的电流较大，电压较高，这就需要对进行改装，以满足实际测量的需要.Ug=IgRg2021/8/11 星期三5二、电表的改装（本内容要求理解改装原理）1.将表头 改装成电压表(1)电压表是由电流表 改装而成的，改装原理：利用串联电路的原理，将电流表 一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电压表.如图8-4-1所示.图图841串联串联分压分压2021/8/11 星期三6(2)分压电阻

3、R：串联电阻R的作用是分担一部分电压，做这种用途的电阻叫分压电阻.若将内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表改装成量程为U的电压表，则有：U=Ig(Rg+R)，所用的分压电阻阻值R=-Rg.2021/8/11 星期三7(3)电压表内阻RV：表头内阻Rg和分压电阻R的总阻值为电压表内阻.RV=Rg+R.根据欧姆定律，通过表头的电流值跟加在表头两端的电压成正比，如果刻度盘上标出电压值，则可由指针所指的位置得到加在表头两端的电压值.2021/8/11 星期三82.将表头改装成电流表(1)电流表是由小量程的电流表改装而成，改装原理：利用并联电路的原理，在电流表两端一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程

4、的电流表，如图8-4-2所示.分流分流并联并联图图8422021/8/11 星期三9(2)分流电阻R：并联电阻R的作用是分担一部分电流，做这种用途的电阻叫分流电阻.若将内阻为Rg，满偏电流为Ig电流表改装成量程为I电流表，则有IgRg=(I-Ig)R,所用的分流电阻.(3)电流表的内阻RA：电流表的内阻为表头内阻Rg和分流电阻R的并联值.注意：将改装成或所依据的原理是串联电路的分压作用或并联电路的分流作用.2021/8/11 星期三10三、电阻的测量1.伏安法(1)测量原理根据欧姆定律R=，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，从而求出电阻的测量方法叫做伏安法.(2)两种测量

5、接法伏安法测电阻有两种电路连接方式，内接法和外接法.2021/8/11 星期三11图图843电流表内接法如图电流表内接法如图843(a)所示，所示，电流表外接法如图电流表外接法如图843(b)所示所示.2021/8/11 星期三12(3)两种连接方式的误差分析内接法电压表测出的电压被测电阻Rx的真实电压，电流表测出的电流是通过Rx的电流的真实值.因此，用R=计算出的电阻的数值将被测电阻Rx的真实值.设图8-4-3(a)中的的示数为I，则的示数为：IRA+IRx.故Rx的测量值Rx=Rx.即测量值为Rx真实值和电流表内阻之和.Rx+RA大于大于大于大于2021/8/11 星期三13外接法电压表测

6、出的电压值等于被测电阻两端电压的真实值，电流表测出的电流值大于被测电阻中的电流，由R=计算出的电阻的测量值，将被测电阻的真实值.设图8-4-3(b)中的示数为U，则的示数：I=,故Rx的测量值Rx=Rx.小于小于2021/8/11 星期三14(4)两种连接电路选择a.大、小电阻法当RxRA时，Rx+RARx.这时由于的内阻而带来的影响很小，因此，采用内接法测电阻误差较小，即测大电阻时宜选用.内接法内接法2021/8/11 星期三15当RxRV时，Rx.这时由于的内阻而带来的影响很小，因此，采用外接法测电阻误差较小，即测小电阻时宜选用 .大电阻、小电阻的判断：当Rx 时，Rx为小电阻，采用外接法

7、；当Rx时，Rx为大电阻，采用内接法.外接法外接法2021/8/11 星期三16b.试接法如果不知道RA、RV及Rx的大约值，可按图8-4-4试接，使P分别接a、接b，读出对应的U、I，若示数变化显著，采取外接，若示数变化显著，采取内接.图图8442021/8/11 星期三17(5)滑动变阻器的限流式接入和分压式接入伏安法测电阻时，除要选择内接、外接外，还有一个滑动变阻器如何接入电路的问题，即按限流式接入还是按分压式接入，在其他的电学实验中有时也会遇到这个问题.两种接法如图8-4-5(a)、(b)所示.图图8452021/8/11 星期三18两种接法的选择原则：通常情况下(即安全和易于操作)，

8、由于限流式接法电路结构简单，耗能较小，因此应优先考虑限流式接法.即：“能限流不分压”的原则，所谓能限流是指按限流式接法接入后，电路安全且能正常操作和读数.下列几种情况必须采用分压式接法：要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，必须采用分压式接法电路.2021/8/11 星期三19如果实验所提供的电压表、电流表量程或用电器允许最大电流较小，采用限流式接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电器元件允许的最大电流(压)，为了保护电表和用电器免受损坏，必须采用分压式接法电路.2021/8/11 星期三20伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流式接法

9、时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流(压)变化也很小，这不利于多次测量求平均值和图象法处理数据，为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下，能大范围地调节待测电阻上的电流(压)，应选择变阻器的分压式接法.2021/8/11 星期三21伏安法测电阻电路的选择 如图8-4-6所示，用伏安法测电阻Rx时，MN之间电压恒定，当S接a点时电压表示数为10V，电流表示数为0.2A；当S接b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A.图图8462021/8/11 星期三22(1)为了较准确地测定Rx，S应接在哪一点？(2)求Rx的真实值.当S接a时，U表=Ux,I表=Ix+IV，当S接

10、b时，U表2=Ux+UA,I表2=Ix，由题中数据可知，S由a换b，电流表示数变化更显著一点，即IV与Ix较接近，所以应选S接b，误差较小一点.当S接b时，R测=80，而且R测=Rx+RA由题意，RA=10故Rx=70 2021/8/11 星期三23若某电表的示数变化显著，则须选用示数准确的接法；S接b点时电压表的示数为M、N间的电压值.当被测电阻值远大于电流表的内阻，电流表的分压可忽略，因而采用电流表的内接法；当被测阻值远小于电压表内阻时，电压表的分流可忽略，因而采用外接法.2021/8/11 星期三24变式训练1：用伏安法测电阻，可采用图8-4-7所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5

11、000，电流表内阻为0.5.图图8472021/8/11 星期三25(1)当测量100左右的电阻时，宜采用_电路.(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分10V、0.5A，则此电阻的测量值为_，真实值为.2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28电表的改装电表的改装 (2010北京卷北京卷)(1)甲同学要把一个量程为甲同学要把一个量程为200A的的直流电流计直流电流计 ，改装成量程范围是，改装成量程范围是04V的直流电压表的直流电压表2021/8/11 星期三29 她按图她按图848所示电路用半偏法测定电流计所示电路用半偏法测定电流计

12、 的的内内电电阻阻rg，其其中中电电阻阻R0约约为为1k.为为使使rg的的测测量量值值尽尽量量准准确确，在在以以下下器器材材中中，电电源源E应应选选用用_，电电 阻阻 器器 R1应应 选选 用用 _，电电 阻阻 器器 R2应应 选选 用用_(选填器材前的字母选填器材前的字母)A电源电源(电动势电动势1.5V)B电源电源(电动势电动势6V)C电阻箱电阻箱(0999.9)D滑动变阻器滑动变阻器(0500)E电电位位器器(一一种种可可变变电电阻阻，与与滑滑动动变变阻阻器器相相当当)(05.1k)F电位器电位器(051k)2021/8/11 星期三30 该该同同学学在在开开关关断断开开情情况况下下，检

13、检查查电电路路连连接接无无误误后后，将将R2的的阻阻值值调调至至最最大大后后续续的的实实验验操操作作步步骤骤依依次次是是：_，_，_，_，最最后后记记录录R1的的阻阻值值并并整整理理好好器器材材(请请按按合合理理的的实实验验顺顺序序，选填下列步骤前的字母选填下列步骤前的字母)A闭合闭合S1 B闭合闭合S2 C调节调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 D调调节节R2的的阻阻值值，使使电电流流计计指指针针偏偏转转到到满满刻刻度度的一半的一半 E调调节节R1的的阻阻值值，使使电电流流计计指指针针偏偏转转到到满满刻刻度度的一半的一半 F调节调节R1的阻值，使电流计指

14、针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度2021/8/11 星期三31 如如果果所所得得的的R1的的阻阻值值为为300.0，则则上上图图中中被被测测电电流流计计 的的内内阻阻rg的的测测量量值值为为_，该该测测量量值值_实实际际值值(选选填填“略略大大于于”、“略小于略小于”或或“等于等于”)给给电电流流计计 _联联(选选填填“串串”或或“并并”)一一个个阻阻值值为为_k的的电电阻阻，就就可可以以将将该该电电流流计计 改装为量程改装为量程4V的电压表的电压表 (2)乙乙同同学学要要将将另另一一个个电电流流计计 改改装装成成直直流流电电压压表表，但但他他仅仅借借到到一一块块标标准准电电压压

15、表表 、一一个个电电池池组组E、一一个个滑滑动动变变阻阻器器R和和几几个个待待用用的的阻阻值值准准确确的定值电阻的定值电阻2021/8/11 星期三32 该该同同学学从从上上述述具具体体条条件件出出发发，先先将将待待改改装装的的表表 直直接接与与一一个个定定值值电电阻阻R相相连连接接，组组成成一一个个电电压压表表；然然后后用用标标准准电电压压表表 校校准准请请你画完图你画完图849方框中的校准电路图方框中的校准电路图图图8492021/8/11 星期三33 实实验验中中，当当定定值值电电阻阻R选选用用17.0k时时，调调整整滑滑动动变变阻阻器器R的的阻阻值值，电电压压表表 的的示示数数是是4.

16、0V时时，表表的的指指针针恰恰好好指指到到满满量量程程的的五五分分之之二二；当当R选选用用7.0k时时，调调整整R的的阻阻值值，电电压压表表 的的示示数数是是2.0V，表表的的指指针针又又指指到到满满量量程程的五分之二的五分之二 由由 此此 可可 以以 判判 定定，表表 的的 内内 阻阻 rg是是_k，满满偏偏电电流流Ig是是_mA.若若要要将将表表 改改装装为为量量程程是是15V的的电电压压表表，应应配配备备一一个个_k的电阻的电阻2021/8/11 星期三34 解解析析：(1)考考虑虑到到减减小小误误差差，电电源源应应选选电电动动势势较较大大的的B.R1要要选选能能读读出出接接入入电电路路

17、的的电电阻阻值值的的电电阻阻箱箱R2在在电电路路中中是是限限流流连连接，应选用总阻值大于接，应选用总阻值大于30k的电位器的电位器F.电电流流半半偏偏法法的的具具体体操操作作顺顺序序是是：a.S1断断开开，S2闭闭合合；b.调调节节R2，使使电电流流计计指指针针满满偏偏；c.闭闭合合S1；d.保保持持R2不不变变，调调节节R1，使使电电流流计计指指针针半半偏偏；e.读读出出R1，即即为为电电流流计计内内阻值阻值 2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三362021/8/11 星期三37 变变 式式 训训 练练 2：一一 毫毫 安安 表表 头头 满满 偏偏 电电 流流 为为9.9

18、0mA，内内阻阻约约为为300.要要求求将将此此毫毫安安表表头头改改装装成成量量程程为为1A的的电电流流表表，其其电电路路原原理理如如图图8410所所示示图图中中，是是量量程程为为2A的的标标准准电电流流表表，R0为为电电阻阻箱箱，R为为滑滑动动变变阻阻器器，S为为开开关关，E为为电源电源2021/8/11 星期三38(1)完善下列实验步骤：完善下列实验步骤：将虚线框内的实物图按电路原理图连线；将虚线框内的实物图按电路原理图连线；将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动头头调调至至_端端(填填“a”或或“b”)，电阻箱，电阻箱R0的阻值调至零；的阻值调至零；合上开关；合上开关；调调节节滑滑动动变变

19、阻阻器器的的滑滑动动头头，增增大大回回路路中中的的电电流流，使标准电流表读数为使标准电流表读数为1A；调调节节电电阻阻箱箱R0的的阻阻值值，使使毫毫安安表表指指针针接接近近满满偏偏，此此时时标标准准电电流流表表的的读读数数会会_(填填“增增大大”、“减小减小”或或“不变不变”)；多多次次重重复复步步骤骤，直直至至标标准准电电流流表表的的读读数数为为_，同时毫安表指针满偏，同时毫安表指针满偏2021/8/11 星期三39(2)回答下列问题：回答下列问题：在在完完成成全全部部实实验验步步骤骤后后，电电阻阻箱箱使使用用阻阻值值的的读读数数 为为 3.1，由由 此此 可可 知知 毫毫 安安 表表 头头

20、 的的 内内 阻阻 为为_.用用改改装装成成的的电电流流表表测测量量某某一一电电路路中中的的电电流流，电电流流表表指指针针半半偏偏，此此时时流流过过电电阻阻箱箱的的电电流流为为_A.对对于于按按照照以以上上步步骤骤改改装装后后的的电电流流表表，写写出出一一个个可可 能能 影影 响响 它它 的的 准准 确确 程程 度度 的的 因因 素素：_2021/8/11 星期三40 解解析析：(1)将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动头头调调至至b点点是是为为了了保保护护毫毫安安表表；在在调调节节电电阻阻箱箱时时，由由于于接接入入回回路路的的电电阻阻增增加加，故故电电流流表表电电流流会会减减小小；为为了了能

21、能成成功功改改装装为为1A的的量量程程的的电电流流表表，需需要要通通过过调调节节滑滑动动变变阻阻器器使使标标准准电电流流表表示示数数回到回到1A；2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42 【答案】【答案】(1)如图：如图：b减小减小1A (2)3100.495(0.4940.496均可均可)例例如如：电电阻阻箱箱和和滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值不不能能连连续续变变化化；标标准准表表和和毫毫安安表表头头的的读读数数误误差差；电电表表指指针偏转和实际电流的大小不成正比等等针偏转和实际电流的大小不成正比等等2021/8/11 星期三43综合电路设计 如图8-4-11所示为用伏

22、安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:图图84112021/8/11 星期三44(1)待测电阻Rx(约100)；(2)直流毫安表(量程010mA,内阻约 50)；(3)直流电压表(量程03V,内阻约 5k)；(4)直流电源(输出电压4V,内阻不计)；(5)滑动变阻器(阻值范围015,允许最大电流1A)；(6)开关1个,导线若干条.根据器材的规格和实验要求,画出实验电路图,并在实物上连线.2021/8/11 星期三45(1)先确定测量电路.由Rx=500知，应选择外接法；(2)再确定控制电路.若采用限流式电路，当用最大阻值时最小电流I小=A=0.024A=24mA，已超过

23、电流表的量程，所以为保护器材，必须采用分压电路，且开始时触头滑到最右端，使流过电流表电流最小.或由滑动变阻器值R=15 知，应选择分压电路，最后画出电路图如图(a)所示，实物连线图如图(b)所示，连线时应先连电源开关滑动变阻器两端.2021/8/11 星期三462021/8/11 星期三47变式训练3：用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：A.待测电阻Rx:范围在58，额定功率1WB.电流表A1：量程00.6A(内阻约 0.2)C.电流表A2:量程03A(内阻约 0.05)2021/8/11 星期三48D.电压表V1：量程03V(内阻约 3k)E.电压表V2：量程015V(内阻约 15k)F.滑动变阻器R：0100G.蓄电池：电动势12VH.导线，电键为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选，电压表应选，并画出电路图.2021/8/11 星期三492021/8/11 星期三502021/8/11 星期三51