2019-2020年高考物理 第8章 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 表頭測(cè)量 電表改裝（第4課時(shí)）復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（在學(xué)習(xí)完本節(jié)課后檢查檢查自己學(xué)習(xí)目標(biāo)是否完成）1、理解表頭測(cè)量的原理和方法。2、理解電流表量程擴(kuò)大、把電流表改裝成電壓表的原理?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：表頭測(cè)量的原理和方法 難點(diǎn)： 電表改裝原理【使用說(shuō)明與學(xué)法指導(dǎo)】（這里主要告訴你怎么樣做才能完成目標(biāo)）1、表頭測(cè)量是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，也是考試的重點(diǎn)，要多理解原理，掌握設(shè)計(jì)思路。2、不同電表的表頭是一樣的，僅僅是表盤(pán)不同。掌握表的改裝還是要理解原理，掌握方法?！驹O(shè)計(jì)思路整理】1、電流表、電壓表滿偏值的測(cè)量：（做下面題目，感悟測(cè)量的基本思路。）題：有以下的可供選用的器材及導(dǎo)線若干條，要求盡可能精確地測(cè)量出待測(cè)電流表的滿偏電流。A、待測(cè)電流表A0，滿偏電流約為750A，內(nèi)阻約100，已知表盤(pán)刻度均勻，總格數(shù)為N。B、電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻0.1C、電壓表V,量程3V，內(nèi)阻3kD、滑動(dòng)變阻器R：最大阻值50E、電源E，電動(dòng)勢(shì)約3V、內(nèi)阻約1.5F、開(kāi)關(guān)S一個(gè)。（1）根據(jù)你的測(cè)量需要，“B.電流表”、“C.電壓表”中應(yīng)選擇_（只需填寫(xiě)序號(hào)即可）（2）在虛線框內(nèi)畫(huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖。（3）測(cè)量過(guò)程中，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表A的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流Im=_,式中除N、n外其它字母符號(hào)代表的物理量是：_答案：（1）C；（2）電路如圖（3）,其中，U是電壓表的示數(shù)；R是電壓表的內(nèi)阻。討論：某同學(xué)認(rèn)為電流表A是標(biāo)準(zhǔn)表，把A和待測(cè)表A0串聯(lián)，設(shè)計(jì)出右圖所示電路，調(diào)節(jié)電路使A0滿偏，讀出此時(shí)A的讀數(shù)即可。你認(rèn)為這樣可行嗎？說(shuō)出你的理由 。另一同學(xué)設(shè)計(jì)出了如右圖所示的兩種電路，你認(rèn)為應(yīng)該用限流接法還是應(yīng)該用分壓接法？理由是什么？ 又一同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖所示，他的做法是，調(diào)節(jié)R，使A0滿偏，讀出此時(shí)電表讀數(shù)U，可以計(jì)算出A0的滿偏電流Im=U/RA,你認(rèn)為他的做法可以嗎？說(shuō)出你的理由？ 2、用以下器材測(cè)量一待測(cè)電流表的內(nèi)阻：待測(cè)電流表A1（量程250 mA，內(nèi)阻r1約為5);標(biāo)準(zhǔn)電流表A2 (量程300 mA，內(nèi)阻r2約為5);電阻箱R1（最大值999.9 阻值最小改變量為0.1）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10）；電源E（電動(dòng)勢(shì)約為10 V，內(nèi)阻r約為l）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，試在方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并在圖上標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào)(2)實(shí)驗(yàn)中，需要直接測(cè)量的物理量是_用測(cè)得的量表示待測(cè)電流表(R1、I1、I2)A，內(nèi)阻的計(jì)算公式是r1=_（）【發(fā)散拓展】 為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)R1的取值應(yīng)為多大？在電表的精確度相同的情況下，電表的示數(shù)越大，則相對(duì)誤差越小，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使兩電表示數(shù)均接近滿偏，即，I1接近250 mA，I2接近300 mA，則R1接近25或：此題是用電阻箱替代電壓表。3、（黃山市xx屆第三次質(zhì)量檢測(cè)）測(cè)量一塊量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下A、待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3k）一只B、電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01）一只C、定值電阻（R=3k，額定電流0.5A）一個(gè)D、電池組（電動(dòng)勢(shì)略小于3V，內(nèi)阻不計(jì)）E、開(kāi)關(guān)兩只；F、導(dǎo)線若干有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：首先，用多用電表進(jìn)行粗側(cè)，選用“100”歐姆檔，操作方法正確，若這時(shí)刻度盤(pán)上的指針位置如圖甲所示，則測(cè)量的結(jié)果是 3000 為了更準(zhǔn)確的測(cè)出該電壓表的內(nèi)阻的大小，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是 乙 （填“甲”或“乙”）電路，其理由是 (因?yàn)閳D甲中電壓表內(nèi)阻太大，電流表讀數(shù)太小，誤差太大)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要直接測(cè)量的物理量是 （K2閉合前后電壓表讀數(shù)U1、U2）用上述所測(cè)物理量表示電壓表內(nèi)阻，其表達(dá)式為Rv= 4.某探究小組要盡可能精確地測(cè)量電流表A1的滿偏電流，可供選用的器材如下: A.待測(cè)電流表A1 （滿偏電流I m為800 A ,內(nèi)阻r1約為100 ，表盤(pán)刻度均勻、總格數(shù)為N)B. 電流表A 2(量程為0.6A, 內(nèi)阻r2 =0.1)C.電壓表V(量程為3V、內(nèi)阻R v=3k) D.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20） E.電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V.內(nèi)阻r約為1.5) F.開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干該小組設(shè)計(jì)了甲、乙兩個(gè)電路圖，其中合理的是 (選填“甲，或“乙”);所選合理電路中虛線圈處應(yīng)接人電表 (選填“B”或“C”);在開(kāi)關(guān)S閉合前應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P置于_端(選填“a”或“b");在實(shí)驗(yàn)中，若所選電表的讀數(shù)為Z，電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)了k格，則可算出待測(cè)電流表A1的滿偏電流Im=_。(1) 甲 (2分) C (2分) b (2分) Im= (2分)5、（安慶一中、安師大附中高三xx年1月聯(lián)考）某毫安表的量程為I0=50mA，內(nèi)阻為r0=50，其表盤(pán)刻度線已模糊不清，要重新通過(guò)測(cè)量來(lái)刻畫(huà)出從零到滿刻度的刻度值，備有下列器材：A待測(cè)毫安表mAB直流電源E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻可忽略）C滑動(dòng)變阻器R1（010，2A）D滑動(dòng)變阻器R2（0100，50mA）E標(biāo)準(zhǔn)電流表A1（量程0-0.6A，內(nèi)阻r1=0.5）F標(biāo)準(zhǔn)電流表A2(量程0-3A，內(nèi)阻r2=0.01)G定值電阻R3的阻值為5H定值電阻R4的阻值為20I開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干應(yīng)選用的器材有_（只需填寫(xiě)所選器材序號(hào)，如ABCD.）在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在圖上標(biāo)出各器材的字母代號(hào)待測(cè)電流表的電流刻度值的表達(dá)式I=_式中各物理量所表示的意義分別為答案：IIABCEGI (4分) 電路如圖 （4分） （2分）；I1為標(biāo)準(zhǔn)電流表A1的讀數(shù)，RA1為標(biāo)準(zhǔn)電流表A1的內(nèi)電阻，r0為待測(cè)毫安表的電阻，R3為定值電阻阻值（2分）。6（xx安徽卷）某同學(xué)為了測(cè)量一個(gè)量程為3V的電壓表的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：A-V-接電壓表圖1（1）他先用多用電表進(jìn)行了正確的測(cè)量，測(cè)量時(shí)指針位置如圖1所示，得出電壓表內(nèi)阻為3.00103，此時(shí)電壓表的指針也偏轉(zhuǎn)了。已知多用表歐姆檔表盤(pán)中央刻度值為“15”，表內(nèi)電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V，則電壓表的示數(shù)應(yīng)為 V(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。（2）為了更準(zhǔn)確地測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻RV，該同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：A斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，按圖2連接好電路；B把滑動(dòng)變阻器R的滑片P滑到b端；C將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；D閉合開(kāi)關(guān)S；E移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3V位置；R0VRabPE SRV圖2F保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表的指針指到1.5V位置，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測(cè)量值；G斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。實(shí)驗(yàn)中可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：a待測(cè)電壓表b滑動(dòng)變阻器：最大阻值2000c滑動(dòng)變阻器：最大阻值10d電阻箱：最大阻值9999.9，阻值最小該變量為0.1e電阻箱：最大阻值999.9，阻值最小該變量為0.1f電池組：電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻可忽略g開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干按照這位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列問(wèn)題：要使測(cè)量更精確，除了選用電池組、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和待測(cè)電壓表外，還應(yīng)從提供的滑動(dòng)變阻器中選用 （填“b”或“c”），電阻箱中選用 （填“d”或“e”）。電壓表的內(nèi)阻RV的測(cè)量值R測(cè)和真實(shí)值R真相比，R測(cè) R真（填“>”或“<”）；若RV越大，則越 （填“大”或“小”）?！敬鸢浮浚?）1.0 （2） c d > 小【解析】（1）多用電表的中值電阻即為其內(nèi)阻，內(nèi)阻為1.50103，與內(nèi)阻為3.00103電壓表串聯(lián)，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，可得電壓表的讀數(shù)即為RV兩端電壓為1.0V。（2）由于滑動(dòng)變阻器的分壓影響產(chǎn)生誤差，故選擇阻值小的c能減小誤差；又由于使用半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻，電阻箱最大阻值應(yīng)大于3.00103，故選擇d。 R0=0時(shí)，電壓表的指針指到3.0V位置，電壓表中的電流（）；使電壓表的指針指到1.5V位置時(shí)，電阻箱的電阻為R0，電壓表中的電流，而滑動(dòng)變阻器的分壓影響，故即R測(cè) <R真；RV越大，滑動(dòng)變阻器的分壓影響越小，R測(cè) 越接近R真，故越小?！靖难b原理探究】原理：電流計(jì)的滿偏電流，允許承載的電壓都很小，不能直接接入電路進(jìn)行測(cè)量。給它并聯(lián)一個(gè)較小阻值的電阻進(jìn)行分流，他就一個(gè)電流表；給它串聯(lián)一個(gè)較大阻值的電阻，它就是一個(gè)電壓表。1：（ 高考海南卷）一毫安表頭滿偏電流為9.90 mA，內(nèi)阻約為300 要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖所示圖中mA是量程為2 A的標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0為電阻箱，R為滑動(dòng)變阻器，S為開(kāi)關(guān)，E為電源AmARR0abES（1）完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至 端（填“a”或“b”），電阻箱R0的阻值調(diào)至零；合上開(kāi)關(guān)；AmAR0SE調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表A的讀數(shù)為1 A；調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）；多次重復(fù)步驟，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為 ，同時(shí)毫安表指針滿偏（2）回答下列問(wèn)題：在完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后，電阻箱使用阻值的讀數(shù)為3.1 ，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為 用改裝成的電流表測(cè)量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時(shí)流過(guò)電阻箱的電流為 A對(duì)于按照以上步驟改裝后的電流表，寫(xiě)出一個(gè)可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素 。14、連線如圖 b 減小 1 A 310 0.495（0.4940.496均可）例如：電阻箱和滑動(dòng)變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標(biāo)準(zhǔn)表和毫安表的讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實(shí)際電流的大小不成正比；等等A +R1R2R312ABS圖a2（xx年海南卷)某同學(xué)將量程為200A、內(nèi)阻為500的表頭A改裝成量程為1mA和10mA的雙量程電流表，設(shè)計(jì)電路如圖（a）所示。定值電阻R1=500，R2和R3的值待定，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，A、B為接線柱?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）按圖（a）在圖（b）中將實(shí)物連線；（2）表筆a的顏色為 色（填“紅”或“黑”）（3）將開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí)，量程為 mA；（4）定值電阻的阻值R2= ，R3= 。（結(jié)果取3位有效數(shù)字）SR3R23-+A表筆a圖b表筆bR1AB圖c（5）利用改裝的電流表進(jìn)行某次測(cè)量時(shí)，S置于“2”擋，表頭指示如圖（c）所示，則所測(cè)量電流的值為 mA。答案(1)如圖；(2)黑；(3)10；(4)225，25.0；(5)0.780(0.78同樣給分)解析：（1）實(shí)物連線圖見(jiàn)答案；（2）紅表筆接電源的正極，電流由紅表筆流入，由電路圖（a）可看出表頭右側(cè)為正極，故表筆a為黑表筆；（3）將開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí)，表頭跟串聯(lián)后再跟并聯(lián)，將開(kāi)關(guān)S置于“2”擋時(shí)，表頭跟串聯(lián)后再跟并聯(lián)，故前者的量程較大，故開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí)，量程為10mA.（4）由（3）問(wèn)的分析，結(jié)合歐姆定律可知開(kāi)關(guān)S置于“1”擋時(shí)，有，開(kāi)關(guān)S置于“2”擋時(shí)，代入已知數(shù)據(jù)可得，。（5）S置于“2”擋時(shí)，量程為1mA，表頭示數(shù)為156A ，故所測(cè)量電流的值為mA =0.780mA.3.（xx年新課標(biāo)卷)某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1v和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻，S為開(kāi)關(guān)。回答下列問(wèn)題:(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線。（2）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“電壓，或“電阻”)；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，多用電表用于測(cè)量 (填“電流”、“電壓”或“電阻”)。（3）表筆A應(yīng)為 色(填“紅”或“黑”)。（）定值電阻的阻值，。（結(jié)果取位有效數(shù)字）【答案】【解析】（1）表頭跟R2串聯(lián)，R1跟開(kāi)關(guān)串聯(lián)，兩個(gè)支路并聯(lián)，連線圖同答案。（2）開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電表的內(nèi)阻較小，為等效電流表；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電表的內(nèi)阻較大，為等效電壓表。（3）電流由紅表筆流入，由題圖（a）可看出表頭右端為“+”，故表筆A為黑表筆。（4）設(shè)表頭的內(nèi)阻為r，滿偏電流為，由歐姆定律可知V，解得，。4某同學(xué)欲將量程為200A的電流表G改裝成電壓表。S1ErR2R1S2G該同學(xué)首先采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量該電流表的內(nèi)阻Rg，圖中R1、R2為電阻箱。他按電路圖連接好電路，將R1的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S1后，他應(yīng)該正確操作的步驟是 。（選出下列必要的步驟，并將其序號(hào)排序）a記下R2的阻值b調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度c閉合S2，調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半d閉合S2，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半如果按正確操作步驟測(cè)得R2的阻值為500，則Rg的阻值大小為 ；(填寫(xiě)字母代號(hào))A. 250 B. 500 C. 750 D. 1000 為把此電流表G改裝成量程為2.0V的電壓表，應(yīng)選一個(gè)阻值為 的電阻與此電流表串聯(lián)。 5、測(cè)量一個(gè)量程為30mA的電流表A1的內(nèi)阻，并將其改裝成量程為270mA的電流表A2，(1)用如圖1所示的電路測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器R0的最大值10調(diào)節(jié)R0和R，當(dāng)R=200時(shí)A1示數(shù)為30mA 只調(diào)節(jié)R，當(dāng)R=500時(shí)A1示數(shù)為20mA 得出結(jié)論，電流表A1內(nèi)阻的測(cè)量值為RA= 400 （2）將一個(gè) 50 的電阻與A1 并 聯(lián) ，組成A2，（3）由于測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差，使用改裝后的A2測(cè)量電流時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差，電流的測(cè)量值比比真實(shí)值 （填“大”或“小”）解：（1）設(shè)并聯(lián)路端點(diǎn)為a、b；設(shè)并聯(lián)部分，即ab間的電壓為U，根據(jù)題中數(shù)據(jù)有： 解得：RA=400 誤差分析;由于R值變大，ab間并聯(lián)電阻值變大，主干路電流（流過(guò)電源電流）變小，ab間分擔(dān)電壓變大，設(shè)變化量為U， 則 解得RA真=400-U 所以測(cè)量值偏大（2）根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等，設(shè)應(yīng)并聯(lián)的電阻為r，則有： 30400=（270-30）r 解得 r=50 誤差分析：設(shè)想內(nèi)阻測(cè)量值比真實(shí)值多R （ 假若為390） 則當(dāng)測(cè)量電路總電流為270mA時(shí)，電流的示數(shù)大于30mA 所以測(cè)量值偏大【課后總結(jié)】學(xué)完本節(jié)課，你一定要?dú)w納一下物理方法或解題方法，標(biāo)記出自己還沒(méi)有掌握的或者有疑問(wèn)的點(diǎn)，并督促自己盡快解決。歸納內(nèi)容：1、2、