高中物理必修三 第十一章　4　第二课时　电表的改装　电流表的内接法和外接法同步学案

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第2课时　电表的改装　电流表的内接法和外接法[学习目标]　1.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并能进行有关计算(重难点)。2.理解电流表的内接法和外接法，并能正确选择接法(重难点)。一、电表的改装1．小量程电流表G(表头)的三个参量2．电表改装原理(1)电压表改装：将表头________一个较______电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图甲所示。甲(2)电流表改装：将表头______一个较________电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图乙所示。乙1．某电流表表头的内阻为Rg，满偏电流为Ig。(1)若上图图甲中改装后的电压表量程为U，则需串联的电阻R为多大？改装后的电压表内阻RV为多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若上图图乙中改装后的电流表量程为I，则需并联的电阻R为多大？改装后的电流表内阻RA为多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．一个表头内阻Rg为27 Ω，满偏电流Ig＝3 mA。其表盘如图甲：(1)若将该表头与R＝973 Ω的电阻串联改装成电压表，需将图中各刻度做怎样的修改，请在乙图刻度盘中标出。(2)若将该表头与R＝3 Ω的电阻并联改装成一个电流表，需将图中各刻度做怎样的修改，请在丙图刻度盘中标出。例1　有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA。(1)要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________针对训练1　(2022·贵阳市高二期末)如图所示为一个电流表改装成有两个量程电压表的电路图，已知电流表满偏电流为Ig＝1 mA，电阻R1＝4.5 kΩ，R2＝10 kΩ，当使用a、b两个端点时，量程为0～5 V，则使用a、c两个端点时的量程是(　　)A．0～10 V B．0～15 VC．0～20 V D．0～25 V针对训练2　(2022·山东高密三中高二月考)如图所示是有两个量程的电流表，当使用A、B两个端点时，量程为0.22 A，当使用A、C两个端点时，量程为0.11 A，已知表头的内阻为200 Ω，满偏电流是10 mA，求：(1)该表头的满偏电压；(2)R1与R2的阻值。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2　(2022·宣城中学高二开学考试)四个相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程小于A2，V1的量程小于V2，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后(　　)A．A1的读数和A2的读数相同B．V1的读数和V2的读数相同C．A1指针偏转角度和A2指针偏转角相同D．V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大关于电表改装的四点提醒1．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，只要把表头看成一个电阻Rg即可。2．无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变。3．由改装后电压表的内阻RV＝R串＋Rg＝nRg(其中n＝eq \f(U,Ug)＝eq \f(U,IgRg))可知，电压表量程越大，其分压电阻R越大，电压表内阻RV越大。4．由改装后电流表的内阻RA＝eq \f(R并Rg,R并＋Rg)＝eq \f(Rg,n)(其中n＝eq \f(I,Ig))可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小。二、伏安法测电阻的两种接法1．两种接法的比较2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。(2)公式计算法当eq \f(RV,Rx)eq \f(Rx,RA)即Rx＜eq \r(RARV)时，用电流表外接法，当Rx＝eq \r(RARV)时，两种接法效果相同。(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接a、b两点，观察两电表的示数变化：若电流表的示数变化明显，即eq \f(|I2－I1|,I1)>eq \f(|U2－U1|,U1)，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应选用电流表内接法。反之，应选用电流表外接法。例3　在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝eq \f(U,I)计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。针对训练3　(2022·赣州市赣县第三中学高二月考)用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值。如图所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60 mA，电压表示数为2.50 V；按照(b)图时，电流表示数为5.00 mA，电压表示数为2.40 V，比较这两次结果，正确的是(　　) A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 ΩB．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 ΩC．电阻的真实值更接近480 Ω，且大于480 ΩD．电阻的真实值更接近480 Ω，且小于480 Ω项目改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig量程扩大的倍数n＝eq \f(U,Ug)n＝eq \f(I,Ig)接入电阻的阻值R＝eq \f(U,Ig)－Rg＝(n－1)RgR＝eq \f(IgRg,I－Ig)＝eq \f(Rg,n－1)改装后的总内阻RV＝Rg＋R＝nRgRA＝eq \f(RRg,R＋Rg)＝eq \f(Rg,n)内接法外接法电路误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用误差分析R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(Ux＋UA,Ix)＝Rx＋RA>RxR测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(Ux,Ix＋IV)