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1、高中物理电表问题总汇一、电表、电表的改装1 .灵敏电流表G(1)三个主要参数内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。(2)三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg注意：电表就是电阻。2 .电压表(1)电压表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg ,当改装成量程为 U的电压表时，应串联一个电阻 R分去多余的电压U-Ug ,电阻R叫分压电阻。据申联电路的特点得:U UgRg解得：R(U Ug)RgUg据并联电路的特点得:Ug IgRg (I Ig)R解得：RIgRg
2、F(2)电流表的内阻：RA=Rg X R/(R+Rg)4.电流表改装成欧姆表原理：闭合电路的欧姆定律如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节 R,使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有:ERRg当两表笔间接入电阻rRx时，电流表的电流为:IxER RgrRx(2)电压表的内阻：Rv=Rg+R3 .电流表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg ,当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig,电阻R叫分流电阻。Rx当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值，就构成了欧姆表。中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中=R
3、内=R+Rg+r因Ix与Rx不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。 二、滑动变阻器的两种接法1 .限流接法如图2所示。ERx用电器Rx的电压调节范围： Ux E（r电路消耗的总功率为：ei Rx R限流接法的选用原则：测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节, 只在小范围内变化，且待测电阻Rx与R接近时。电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。两种方法都满足时优先选用限流接法。2 .分压接法如图3所示Rx电压调节范围0W Uxw E。开关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原则：测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。待测电阻Rx远大于R,且要求电压变化范围较大
4、时。采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过三、电阻的测量1.伏安法测电阻（1）原理：部分电路的欧姆定律。（2）电流表外接法，如图 4所示。误差分析：IQ-1i=i-UvR/RxIaR真=Uv1 A IV产生误差的原因：电压表 V分流。适用于测小阻值电阻，即Rx远小于Rv时。（3）电流表内接法，如图 5所示。R待误差分析:%= UVRx丁 UV-UAI AI A产生误差的原因：电流表 A分压。适用于测大阻彳1电阻，即 Rx远大于Ra时。（4）内、外接法的选用原则用内接法用外接法R）若RxRo,待测电阻为大电阻, 若RxRo,待测电阻为小电阻,RaR/计算临界电阻：即大电阻，内接法；小
5、电阻，外接法。大内小外。试触法确定内外接法： 在不知道Rv、Ra、Rx的大致值时，可用试触法， 如图6所示触头分别接触 a、b两点：若V变化大，说明A分压大，应用 外接法；若A变化大说明V分流大，应用内接法。例1:某同学欲测一电阻 Rx的阻值（约为300Q）可供选择的仪器有：电流表 A1 ,量程10mA;电流表A2,量程0.6A;电压表Vi,量程3V;电压表V2,量程15V;电源电动势为4.5V。请同学们按图接好电路，闭合 Si后，把开关S2拨至a时，发现两 电表的指针偏转的角度都在满偏的 4/5处；再把开关S2拨至b时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满(AD
6、偏白3 3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为（）所选电流表的量程为（）Rx的测量值为（）。2 .安安法测电阻若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.R0（1）如图7所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知Ai的内阻Ri,则可测得 A2的内阻R2=IiRi/I2.（2）如图8所示，当两电表的满偏 Ua2 Uai时，Ai串联一电阻Ri, 同样则可测得 R2的内阻R2=Ii （Ri+Ro）/I2.图8例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值， 器材如下：电流表Ai （量程 250mA ,内阻ri=5Q）;标准电流表 A2 （量程300mA ,内阻r2约为5Q）; 待测电阻
7、Ri （阻值约为I00Q）;滑动变阻器R2 （最大阻值为I0Q）; 电源E （电动势约为I0V,内阻r约为1）;开关S,导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并表明代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是（）用测的量表示待测电阻 Ri的阻值的计算公式是（3 .伏伏法测电阻若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。图10（1）如图9所示，当两电表的满偏电流接近时，如 果已知Vi的内阻Ri ,则可测得V2的内阻 R2=U2Ri/Ui.(2)如图10所示，当两电表的满偏电流IV2IV1时，V1并联一电阻 Ro,同样则可测得 R2的内阻为R2例3.用以下器
8、材测量一待测电阻U 2U1 U1R7瓦Rx的阻值(9001000 Q):电源E (电动势约为9V,有定内阻)；电压表 V1 (量程1.5V,内阻1=750 );电压表V2 (量程5V,内阻r2约为2500Q)；滑动变阻器R (最大阻值为100Q);开关S,导线若干。(2004年全国)(1)测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3,试画出实验中测量电阻 Rx的几种原理图。(2)若电压表V1的读数为U1, V2的读数为U2,则用 已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是：4.电阻箱或定值电阻当电表用(1)电阻箱作电压表用， 如图11所示：可测得电流表A2 的内阻 R2= (I1-I2)R/
9、I2图中电阻箱R可测得电压为(I1-I2)R图11(2) 如图电阻箱作电流表用12所示，若已知R及Rv,则测得干路电流为:5 .比较法测电阻如图13所示，测得电阻箱可得 Rx=I2R1/I1.若考虑电表内阻的影响，则:6 .替代法测电阻图12Ri的阻值及Ai表、A2表的本数Ii、Ii(Rx+Rai)=I2(Ri+Ra2)如图14所示，S接1,调节R2,读出电流表示数为I；S接2,保持R2不变，调节电阻箱 R1,使电流表示数也为由上可得：Rx=R1该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响，缺点是电阻箱内阻 不可以连续调节。7.半偏法测电阻(1)半偏法测电流表内阻方法一：如图15所示，测电流表
10、 G的内阻：将电阻箱R的电阻调到0;闭合S调节R。，使电流表G达到满偏电流I0；I。保持Ro不变，调节R使电流表 注意：当Rg Ro时，测量误差小, 且测量值偏大。方法二：如图16所示测量电流表G示数为I0/2;由上可得 Rg=R 此方法适合测大阻值电流表内阻，A的内阻断开S2,闭合Si,调节R0,使A表满偏为Io；此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。V的内阻：Ri时，测得电压表示数为 Ui；保持Ro不变，闭合S2,调节R,使电流表读数为I0由上得Ra=R 注意：当RoRa时，测量误差小, 电源电动势宜大一些。(2)半偏法测电压表内阻方法一：如图17所示，测电压表 闭合S,将电阻箱R的
11、电阻调到 调节电阻箱阻值为 R2,使电压表V的示数为U1/2;由上可得Rv=R2-2Ri方法二：如图18所示，测电压表 V的内阻：将滑动变阻器的画片 P滑到最右端，电阻箱 R的阻值调到最大;闭合Si、 打开S2, 由上可得S2,调节Ro,使电压表示数指到满刻度;保持Ro不变，调节R,Rv=R使电压表示数指到满刻度的一半;测电阻Rx.改换档位重新欧姆调零测电阻注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表盘刻度的1/32/3的部分，否则需换挡，换挡后需重新欧姆调零。9.消除电表内阻对测量结果的影响例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不论电表内接还是外借都存在系统误差，为消除系统误差
12、而设计的补偿电路如图所示，完成下列实验步骤并写出待测电阻 Rx的表达式。先将S1闭合。 将S2与1闭合，调节R,读出电压表读数 U1,安培 表读数I1 根据上述测量结果，算出 Rx = 四、实物图连线 要求：导线不能有交叉、分支，导线必须接在接线柱上；电表的正负极与电源的正负极不能接错。例5.为了测量一个 12V、5W”的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V,内阻不计；电流表：00.6A, 03A ,内阻可忽略；电压表：03V , 015V,内阻很大； 滑动变阻器；阻值范围 020白，允许最大电流 1A;开关一个，导线若实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V. 请在右
13、框中画出实验电路图.按画出的电路图，在下面图3的实物图上连接某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图 4所示。某次测量时，电流表指针位置如图5所示，电流表读数为 A,此时小灯泡的实际功率为 W。习题答案例 1、3V、10mA、320 a例2、答案：(1)原理图如图所示。(2)设两电流表 Ai和A2的读数为Ii、I2,待测电阻Ri阻值的计算公式为：- I1R1 rr riI 2 I1例3、答案：(1)原理图如图所示：(2)待测电阻Rx阻值的计算公式为：Rx U2 U1r1U1例4、答案：将 S2与2闭合，调节 R,读出电压表读数U2,电流表读数I2RxU1 U2? 17例5、答案：电路图如右图所示电流表选0.6A量程，电压表选15V量程。实物图连接如下图所示: 0.40 2.4用3