高二年級物理有關(guān)電流表和電壓表的改裝人版知識精講-wenkub
2023-04-19 02:40:47 本頁面
【正文】 錯(cuò)因：由于對電表構(gòu)造原理理解不透導(dǎo)致錯(cuò)解。錯(cuò)因：錯(cuò)的原因是不了解電壓表的構(gòu)造原理，沒有正確分析電壓表讀數(shù)偏小的原因，電壓表是由一分壓電阻R與電流表G串聯(lián)而成的，通過表頭G的電流大些，指針的偏轉(zhuǎn)角度就大些，若通過表頭G的電流小些，指針偏轉(zhuǎn)的角度也就小些，就達(dá)不到規(guī)定的刻度值。通過上面對電表的非常規(guī)接法例析，必須注意以下兩點(diǎn)：① 采用電壓表的串聯(lián)接法時(shí)，必須設(shè)法滿足電路中電壓表兩端的電壓小于該表的最大量程。器材（代號）規(guī)格電流表（）量程，內(nèi)阻待測（約）電流表（）量程，內(nèi)阻電壓表（）量程，內(nèi)阻電阻（）阻值約，作保護(hù)電阻用滑動變阻器（R2）總阻值約電池（E）電動勢，內(nèi)阻很小開關(guān)（S）導(dǎo)線若干（1）畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號；（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算，則所用的表達(dá)式為 ，式中各符號的意義是 。請用這只電壓表、電源、1個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線設(shè)計(jì)測量某一高值電阻的實(shí)驗(yàn)方法。分析與解答：（1）要測量電壓表的內(nèi)阻，它兩端的電壓可由電壓表的示數(shù)讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯(lián)才能測出，因?yàn)殡妷罕砹砍虨?V，內(nèi)阻，所以流過電壓表的最大電流為：則電流表應(yīng)選擇A1。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在特定條件下電表可以采用非常規(guī)接法，即電流表并聯(lián)在用電器兩端，電壓表串聯(lián)在電路中，老師將結(jié)合典型試題，對電表的非常規(guī)接法作一分析探討。[例2] 一個(gè)電流表的內(nèi)阻為，最大量程為10A，刻度盤分為100個(gè)刻度，現(xiàn)將其量程擴(kuò)大為100A，需要 聯(lián)一個(gè) 的電阻，此時(shí)刻度盤的每個(gè)刻度表示 A，新的電流表的內(nèi)阻為 。（2）分流電阻的計(jì)算根據(jù)并聯(lián)分流的原理有：解得應(yīng)并聯(lián)的分流電阻：若用表示量程的擴(kuò)大倍數(shù)（即）則改裝成的電流表的內(nèi)阻為可見電流表的內(nèi)阻很小，對于理想的電流表，其內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，串聯(lián)在電路中可以看作短路。（2）主要參數(shù)：電流表的內(nèi)阻；指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流叫作滿偏電流，又叫做電流表的量程；指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)，電流表兩端的電壓叫做滿偏電壓。由歐姆定律可得。[例1] ，內(nèi)阻為的電壓表改裝成量程為30V的電壓表，應(yīng) 聯(lián) 的電阻。分析與解答：電流表的量程擴(kuò)大，需并聯(lián)一個(gè)分流電阻，原來電流表的最大量程為10A，刻度數(shù)為，改裝后的量程為100A，根據(jù)歐姆定律得：并聯(lián)電路的阻值：新電流表的內(nèi)阻：新電流表的每個(gè)刻度值表示：（二）電表的非常規(guī)接法電表的常規(guī)接法是：電流表串聯(lián)接入電路中，電壓表并聯(lián)接入電路中，如果沒有特別聲明，可把電表理想化，即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻；電表的接入和取出對電路不產(chǎn)生影響。1. 電壓表的串聯(lián)接法（1）要求測量電壓表的內(nèi)阻時(shí)，可以把電壓表當(dāng)做定值電阻串聯(lián)在電路中，此時(shí)電壓表的示數(shù)就是它兩端的實(shí)際電壓，若用電流表與它串聯(lián)、由電流表上讀出電流示數(shù)。（2）因?yàn)榛瑒幼冏杵麟娮璞入妷罕韮?nèi)阻小得多，且要求盡量減小誤差，需要測量多組數(shù)據(jù)，所以采用分壓電路，電路如圖1所示。（已知的值與相差不大。分析與解答：（1）待測電流表的量程，內(nèi)阻約為，則電流表A1兩端的最大電壓約為若用量程為10V的電壓表與電流表A1并聯(lián)測電壓，電壓表讀數(shù)誤差太大，此電壓表不能選用。② 采用電流表的非常規(guī)接法時(shí)，必須設(shè)法使電路中通過電流表的電流小于該表的量大量程，否則會燒毀電表。由可知，若與R串聯(lián)一只電阻，I將變的更小，指針更達(dá)不到規(guī)定的刻度。電流表是由表頭G與小電阻并聯(lián)而成，而電壓表是由表頭G與大電阻串聯(lián)而成，因此電流表電阻很小，電壓表電阻很大，當(dāng)如圖2連接后，由于電流表電阻很小，跟R并聯(lián)后的等效電阻比電流表電阻還小，這個(gè)等效電阻與電壓表串聯(lián)，相當(dāng)于一個(gè)阻值很小的電阻與一個(gè)阻值很大的電阻串聯(lián)，這就使得電路的總電流很小，雖然電流幾乎全部通過電流表（分流原理），但不至于損壞電流表，此時(shí)電流表兩端電壓很小，電壓表兩端電壓近似等于電源電壓（分壓原理），只要電壓表量程適當(dāng)，也不會損壞電壓表。 3. 把電壓表與靜電計(jì)不加區(qū)別而導(dǎo)致錯(cuò)解[例4] 如圖3所示，電源電壓200V，兩個(gè)電容器完全相同，關(guān)于靜電計(jì)讀數(shù)U和電壓表讀數(shù)，以下說法正確的是（ ）A. U=100V，B. U=0V，C. U=200V，D. U=100V，圖3錯(cuò)解：由于兩個(gè)相同的電容器串聯(lián)，所以兩者的讀數(shù)均為100V，因而選A。（四）電表改裝后的校準(zhǔn)問題分析 高考物理實(shí)驗(yàn)命題的趨勢是在理解教材實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，給出一些電學(xué)器材供選擇，并要求設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案的題目，就稱之為電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題，電表的改裝和擴(kuò)程又是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重點(diǎn)，通過一些原理改裝后的電表必須要進(jìn)行的一個(gè)步驟就是校準(zhǔn)，如何進(jìn)行校準(zhǔn)并選擇電路是多數(shù)學(xué)生的一個(gè)弱點(diǎn)，如何求解電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題，下面我們
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