2019高中物理 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学案 沪科版选修3-1.doc

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1、- 1 -3.43.4 多用电表电路分析与设计多用电表电路分析与设计学 习 目 标知 识 脉 络1.掌握多用电表中测量电压电路的设计原理，知道多用电表测电压电路的组成(重点)2掌握多用电表中测量电流电路的设计原理，知道多用电表测电流电路的组成(重点)3学会分压电阻和分流电阻阻值的计算(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、多用电表测电压电路1多用电表的表头2电路设计(1)电路组成：由表头和分压电阻组成图 341(2)分压电阻的确定：根据串联电路的特点UUgUR，即UIg(RgR)可得RRg.U Ig二、多用电表测电流电路1原理和电路组成当把电流表表头改装成量程为I的电流表时，应当并联

2、一个电阻，该电阻起分流作用，因此叫分流电阻，IIgIR，即IIg.IgRg R- 2 -图 3422分流电阻的计算R.IgRg IIg基础自测1思考判断(正确的打“” ，错误的打“” )(1)多用电表测电压的电路就是表头和适当的电阻并联()(2)多用电表表头串联的电阻越大，电压表的量程越大()(3)分压电阻的阻值等于电压表的量程与满偏电流的比值()(4)多用电表测电流的电路表头应和适当的电阻并联()(5)若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后，分流电阻和电流表两端的电压相等()(6)多用电表的电流表分流电阻上的电流和表头上的电流相等()【提示】 (1) 多用电表测电压电路表头和分压电阻串联

3、(3) 分压电阻的阻值等于量程与满偏电流的比值减去表头内阻(6) 分流电阻和表头并联两者电流不相等2电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把这电流表改装成量程为 3.0 V 的电压表，正确的方法是( ) 【导学号：69682159】A应串联一个 1 800 的电阻B应并联一个 0.1 的电阻C应串联一个 5 800 的电阻D应并联一个 1 800 的电阻C C 把电流表改装成 3 V 的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：RRgU Ig200 5 800 .3 500 1063(多选)如图 343 所示为一能够测电流和电压的两用电表，以下说法正确的是( )- 3 -

4、图 343A若开关 S1和 S2都闭合，它是一个电压表B若开关 S1和 S2都闭合，它是一个电流表C若开关 S1和 S2都断开，它是一个电流表D若开关 S1和 S2都断开，它是一个电压表BDBD 当 S1、S2都闭合时，R1被短路，R2和表头并联，为电流表电路，A 错误，B 正确当S1、S2都断开时，R2被断路，表头和R1串联，为电压表电路，C 错误，D 正确合 作 探 究攻 重 难将电流表改装成电压表的方法1电路原理图 344如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度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 344 所示2分压电阻的计算由串联电路的特点UIgRgIgR

5、解得：RRg(1)RgU IgU Ug若电压表扩大量程的倍数n，则R(n1)Rg.U Ug3规律总结电压表的内阻RVRgR，电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻RV 越U Ig大通常不做特别说明，都认为电压表内阻无穷大有一个电流表 G，内电阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA.要把它改装成量程为 03 V 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：- 4 -UgIgRg310310 V0.03 V串联电阻需承担的电压为：UUUg3 V0.03 V2.97 V串联电阻的阻值：R990 U Ig2.9

6、7 V 3 103 A改装后的内阻为：RvRRg1 000 .【答案】 990 1 000 改装电压表的两个关键点(1)将电流表改装为量程较大的电压表，需串联一个阻值较大的分压电阻(2)改装的电压表量程为电流表满偏电压的n倍，则需串联的分压电阻为表头内阻的n1倍针对训练1把一只量程为 10 mA、内阻为 100 欧的电流表改装成一只量程为 10 V 的电压表，则应该给这只电流表( )【导学号：69682160】A串联一个阻值为 900 欧的电阻B串联一个阻值为 100 欧的电阻C并联一个阻值为 900 欧的电阻D并联一个阻值为 100 欧的电阻A A 串联电阻R100 900 .10 V 10

7、 mA2如图 345 所示为一双量程电压表的示意图已知电流表 G 的量程为 0100 A，内阻为 600 ，则图中串联的分压电阻R1_ ，R2_ .图 345【解析】 - 5 -【答案】 4.94104 1.0105扩大电流表的量程1电流表改装的原理图 346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 346 所示2分流电阻的计算由并联电路的特点：IgRg(IIg)R解得：RIgRg IIgRg I Ig1因为电流扩大量程的倍数n，所以R.I IgRg n1如图 347 所示，其中电流表 A 的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格

8、表示 0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的 ；R2的阻值等于电流表内阻的 2 倍，若用电流1 2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( )- 6 -图 347A将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04 AB将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02 AC将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06 AD将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01 A思路点拨：将 1、2 接入电路，将电流表量程扩大为原来的 3 倍将 1、3 接入电路，将电流表改装成了电压表C C 将接线柱 1、2 接入电路时，通过R1的电流是通过电流表的

9、2 倍，每一小格表示 0.02 A0.04 A0.06 A，选项 A、B 错误；将接线柱 1、3 接入电路时，通过R1的电流仍然是通过电流表的 2 倍，每一小格仍然表示 0.06 A，选项 C 正确，选项 D 错误电表改装问题的三点提醒(1)无论表头 G 改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头 G 看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的

10、总电流针对训练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Rg30 ，满偏电流Ig5 mA，要将它改装为量程为 03 A 的电流表，所做的操作是( )【导学号：69682161】A串联一个 570 的电阻B并联一个 570 的电阻C串联一个 0.05 的电阻D并联一个 0.05 的电阻D D 要使电流表量程变为 3 A，则流过并联电阻的电流I(30.005) A2.995 A；并联- 7 -部分的电压UIgrg0.00530 V0.15 V，则需要并联的电阻r 0.05 ，所U I0

11、.15 2.995以 D 正确4一量程为 0.6 A 的电流表，其刻度盘如图 348 所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻，使其成为一个新的电流表，则新电流表的量程为_，用新电流表去测电流时，指针如图所示电路中的电流为_图 348【解析】 并联电阻等于电流表的内阻，当电流表满偏时，通过并联电阻的电流也是 0.6 A，故整个并联电路的总电流为 1.2 A，即为新电流表的量程指针的示数为 1.00 A.【答案】 1.2 A 1.00 A当 堂 达 标固 双 基1(多选)以下关于电流表与电压表的说法中，正确的是( )A都是电流表 G 与电阻并联改装而成的B都是电流表 G 与电阻

12、串联改装而成的C它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大D电流表的内阻肯定比用来改装的电流表 G 的内阻小，而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表 G 的内阻大CDCD 把电流表 G 改装成量程较大的电流表时，是给电流表 G 并联一个分流电阻，而把电流表 G 改装成电压表时，是给电流表 G 串联一个分压电阻，故 A、B 选项错误由于串联总电阻大于每一个电阻，并联总电阻小于每个电阻，故 C、D 选项正确2(多选)如图 349 所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流表 G 和一个变阻器R组成，下列说法正确的是( ) 【导学号：69682162】甲 乙图 349A甲表是电流

13、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增大时量程增大D乙表是电压表，R增大时量程减小BCBC 由电流表原理可知甲为电流表，且R增大时，干路电流减小，量程减小，B 正确乙- 8 -为电压表，且R越大，量程UIg(RgR)越大，C 正确3将两只完全相同的表头改装成量程不同的两只电压表，串联后接入电路中，则( )A两表的示数相同B两表的示数不同，量程大的电压表示数较小C两表的指针的偏角相同D两表的指针的偏角不同，量程大的电压表指针偏角较大C C 等效电路如图所示通过两表的电流相等，所以指针偏转角相等，改装时串联的电阻不同，所以两表的示数不同，量程大的电压表示数较大，故

14、选 C.4一个电流表的电阻RA为 0.18 ，最大量程为 10 A，刻度盘分为 100 个刻度现将其最大量程扩大为 100 A，需并联一个多大的电阻，此时刻度盘每个刻度表示多少 A？新的电流表的内阻多少 ？【导学号：69682163】【解析】 扩大电流表的量程，需要并联一个分流电阻，电路如图解法一：分流电阻为：R0.02 ，IARA IIA扩大后每个刻度表示的电流值为：I01 A，100 A 100扩大后电流表的内阻为R与RA的并联电阻：R内0.018 .RRA RRA解法二：扩大的倍数为n10，100 A 10 A分流电阻为R0.02 ，RA n1扩大后每个刻度表示电流值为I01 A.100 A 100扩大后电流表的内阻为：R内0.018 .IARA I10 0.18 100【答案】 0.02 1 0.018