高中物理第4章探究閉合電路歐姆定律典型案例分析學(xué)案滬科版選修3-1(已修改)
2025-11-30 23:12 本頁面
【正文】 學(xué)案 3 典型案例分析 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] ，會用閉合電路歐姆定律分析歐姆表的工作原理 .運用閉合電路歐姆定律分析動態(tài)電路問題． 多用電表電阻擋測電阻原理 圖 1 如圖 1 所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測電阻 Rx 時，通過表頭的電流 I＝ Er＋ Rg＋ RP＋ 變 Rx，電流 I 隨著改變，每個 Rx值都對應(yīng)一個電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與 I值對應(yīng)的Rx值，就可以從刻 度盤上直接讀出被測電阻的阻值． 一、多用電表電阻擋測電阻的原理 [問題設(shè)計 ] 1．電壓表、大量程電流表都是由電流表改裝的，試畫出把電流表改裝成測量電阻的歐姆表的原理圖． 答案 2．當(dāng)黑、紅表筆短接時 (如圖 2 甲所示 )，調(diào)節(jié) RP 的阻值，使指針指到滿刻度，則 Ig＝ERP＋ Rg＋ r，此時表示的黑、紅表筆間電阻為多大？ 圖 2 答案 為零． 3．當(dāng)黑、紅表筆不接觸時 (如圖乙所示 )，電路中無電流，指針不偏轉(zhuǎn)，即指向電流表的零點．此時，黑、紅表筆之間電阻為多大？ 答案 無窮大． 4．當(dāng)將電阻 Rx 接在黑、紅表筆間時 (如圖丙所示 )，則通過電流表的電流 I 與 Rx 的關(guān)系是怎樣的？ 答案 I＝ ERg＋ r＋ RP＋ Rx. [延伸思考 ] ？為什么？ 答案 不均勻．因 Rx 與 I 是非線性關(guān)系，所以歐姆表的刻度是不均勻的，零刻度在刻度盤最右端，越向左刻度越密集． 2．當(dāng) I＝ 12Ig，即指針半偏時，待 測電阻 Rx與歐姆表內(nèi)阻有什么關(guān)系？ 答案 當(dāng) I＝ 12Ig(指針半偏 )時， Rx＝ r＋ Rg＋ RP，即歐姆表表盤的中值電阻等于歐姆表內(nèi)阻． [要點提煉 ] 1．歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)：表頭、電源、可變電阻． 2．歐姆表原理：閉合電路歐姆定律．如圖 1 所示，由 I＝ ERg＋ r＋ RP＋ Rx知，每個 Rx值都對應(yīng)一個電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與 I 值對應(yīng)的 Rx 值，就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值． 3． I 與 Rx不成比例，歐姆表的刻度不均勻． 歐姆表的電阻零刻度是電流最大刻度處，而歐姆表電阻 “∞”刻度是電流零刻度處，所以歐姆表偏角越大，表明被測電阻越?。? 4．當(dāng)歐姆表指針指向表盤中央時，有 12Ig＝ ERx＋ Rg＋ r＋ R，解得 Rx＝ Rg＋ r＋ R＝ R 內(nèi)，即當(dāng)指針半偏時，表盤的中值電阻 R 中＝ R 內(nèi)． 二、閉合電路的動態(tài)問題分析 [問題設(shè)計 ] 如圖 3 所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān) S閉合后，在滑動變阻器 R0的滑動端向下滑動的過程中． 圖 3 (1)電路中的總電阻如何變化？ (2)通過電源的電流如何變化？ (3)內(nèi) 電壓如何變化？外電壓 (即電壓表 的示數(shù) )如何變化？ (4)R1 兩端電壓 (即電壓表 示數(shù) )如何變化？ (5)R2 和 R0 并聯(lián)部分電壓 (即電壓表 的示數(shù) )如何變化？ (6)R2 上的電流 (即 的示數(shù) )如何變化？ 答案 (1)R0 滑動端向下滑動，使 R0 減小，電路中的總電阻 R 總減小 (2)由 I＝ UR總 ＋ r知， R 總減小， I 增大 (3)由 U 內(nèi)＝ Ir，知 U 內(nèi)增大 由 U 外＝ E－ Ir 知， U 外減小， 示數(shù)減?。? (4)R1 兩端電壓
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