2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場(chǎng)和電路 專題4 直流電路 串并聯(lián)電路、電壓表、電流表學(xué)案

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2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場(chǎng)和電路 專題4 直流電路 串并聯(lián)電路、電壓表、電流表學(xué)案_第1頁(yè)
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《2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場(chǎng)和電路 專題4 直流電路 串并聯(lián)電路、電壓表、電流表學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場(chǎng)和電路 專題4 直流電路 串并聯(lián)電路、電壓表、電流表學(xué)案(25頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 串并聯(lián)電路、電壓表、電流表 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),并能熟練地識(shí)別電路中元件之間的連接關(guān)系,能夠運(yùn)用串并聯(lián)的規(guī)律理解計(jì)算電表的改裝。 2.識(shí)別電路中各元件的連接關(guān)系,畫出簡(jiǎn)明的等效電路圖,以及電流表、電壓表、電容等對(duì)電路的影響。 【要點(diǎn)梳理】 知識(shí)點(diǎn)一、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)  把幾個(gè)導(dǎo)體元件依次首尾相連的方式。      1.基本特點(diǎn) (1)在串聯(lián)電路中,各處的電流相等,即 .  ?。?)串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和,即 .  ?。?)串聯(lián)電路的等效總電阻為各電阻值之和,即

2、 . 2.性質(zhì)  ?。?)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系:各個(gè)電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比,即 或 . 其中:  ?。?)串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系:各個(gè)電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比,即 或:   要點(diǎn)詮釋: ①個(gè)相同的電阻串聯(lián)后的總電阻 . ②串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路電阻。 ③串聯(lián)電路的每個(gè)電阻都分擔(dān)了一部分電壓,串聯(lián)電路的這種作用叫作分壓作用,起分壓作用的電阻叫作分壓電阻。 知識(shí)點(diǎn)二、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì) 把幾個(gè)元件的一端連在一起另一端也連在一起,然后把兩端接入電路的方式。   1.基本特點(diǎn)   (1)并聯(lián)電路中各支

3、路的電壓相等,即 .  ?。?)并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和,即 .  ?。?)并聯(lián)電路的等效總電阻與各支路的電阻的關(guān)系是: . 2.性質(zhì) (1)并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系:各支路電流跟它們的電阻成反比,即 . 或: .  ?。?)并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系:各支路電阻消耗的功率跟它們的電阻成反比,即 . 或: .   要點(diǎn)詮釋:   ①個(gè)相等的電阻并聯(lián)后的總電阻.  ?、诓⒙?lián)電路的總電阻小于其中最小的電阻。  ?、蹆蓚€(gè)電阻并聯(lián)時(shí)的總電阻,當(dāng)其中任一個(gè)增大或減小時(shí),總電阻也隨之增大或減小。特別提醒:三個(gè)電阻并聯(lián)總電阻的計(jì)算公式是 , 而

4、不是 .  ?、芏鄠€(gè)電阻并聯(lián)時(shí),其中任一個(gè)電阻增大或減小,總電阻也隨之增大或減小。  ?、菰陔娐分卸嗖⒙?lián)一個(gè)電阻,電流就多了一條通路,可以分去干路中的一部分電流,并聯(lián)電阻的這種作用叫作分流作用,起分流作用的電阻叫作分流電阻。 知識(shí)點(diǎn)三、電路的簡(jiǎn)化原則及方法   (1)原則:無(wú)電流的支路除去;電勢(shì)相等的各點(diǎn)合并;理想導(dǎo)線任意長(zhǎng)短;理想電流表可認(rèn)為短路,理想電壓表可認(rèn)為斷路;電壓穩(wěn)定時(shí)電容器可認(rèn)為斷路。  ?。?)方法:   ①電流分支法:先將各結(jié)點(diǎn)用字母標(biāo)上,判定各支路元件的電流方向(若無(wú)電流可假設(shè)在總電路兩端加上電壓后判定),按電流流向,自左到右將各元件結(jié)點(diǎn)、分支逐一畫出,加

5、工整理即可。   以圖的等效電路為例:把視為斷路,得圖。設(shè)電勢(shì)高于電勢(shì),可這樣選擇獨(dú)立支路,電流從,電流從(兩條獨(dú)立支路),得圖,再將接在間,將接在間,得圖。     ?、诘葎?shì)點(diǎn)排列法:標(biāo)出節(jié)點(diǎn)字母,判斷出各節(jié)點(diǎn)電勢(shì)的高低(電路無(wú)電壓時(shí)可先假設(shè)加上電壓),將各節(jié)點(diǎn)按電勢(shì)高低自左向右排列,再將各節(jié)點(diǎn)間的支路畫出,然后加工整理即可。   以圖甲的等效電路為例。把視為短路,得圖乙。設(shè)的電勢(shì)高,的電勢(shì)低,從點(diǎn)開始,與點(diǎn)等勢(shì)的點(diǎn)沒有,由此向右到點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)等勢(shì)可連在一起,如圖丙。再向右到,點(diǎn)與點(diǎn)等勢(shì)也可以連在一起,最后的串聯(lián)在間,得等效電路為圖丁。         要點(diǎn)詮釋:必要時(shí),兩種方法

6、常常結(jié)合使用。 知識(shí)點(diǎn)四、電流表和電壓表內(nèi)阻對(duì)電路的影響     1. 對(duì)理想的電流表,,在電路中視為短路,其讀數(shù)就是通過(guò)電流表的電流;對(duì)理想的電壓表,,在電路中視為開路,其讀數(shù)就是接線柱兩端的電勢(shì)差(電壓)。   2. 當(dāng)內(nèi)阻的影響不能忽略時(shí),電流表視為一阻值較小的電阻,其讀數(shù)就是流過(guò)這個(gè)電阻的電流;電壓表視為一阻值較大的電阻,其讀數(shù)就是這個(gè)電阻兩端的電壓值。 知識(shí)點(diǎn)五、電表的工作原理及量程擴(kuò)大 1.靈敏電流計(jì)的構(gòu)造、工作原理及參數(shù)  ?。?)主要部分:永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。  ?。?)工作原理:通電后,線圈在磁場(chǎng)力的作用下偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)指針,指針的偏角與通過(guò)指針的電

7、流成正比。    常用的電壓表由靈敏電流計(jì)改裝而成的。常用的靈敏電流計(jì)的主要部件是一塊磁鐵和一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。線圈是由很細(xì)的導(dǎo)線繞成的,靈敏電流計(jì)測(cè)得就是通過(guò)線圈的電流。這個(gè)線圈的電阻就是靈敏電流計(jì)的電阻,一般為幾百或幾千歐。線圈中能通過(guò)的最大電流為靈敏電流計(jì)的滿偏電流。的值一般為幾十微安到幾毫安。 (3)表頭的三個(gè)主要參數(shù)  ?、賰?nèi)阻:小量程電流表電阻。  ?、跐M偏電流:小量程電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流。  ?、蹪M偏電壓:小量程電流表通過(guò)滿偏電流時(shí)它兩端的電壓,由歐姆定律可知:.   要點(diǎn)詮釋: ①電路圖符號(hào):

8、   ②、一般比較小,電流表很容易燒壞。  ?、墼诒眍^的兩端加上滿偏電壓時(shí),通過(guò)表頭的電流為滿偏電流,此時(shí),指針指在最大刻度處。     ④靈敏電流計(jì)的電阻一般用半偏法測(cè)出:為電位器,用電阻箱。 2.將靈敏電流計(jì)改裝成大量程的電壓表  ?。?)原理:表頭的額定電壓較小,如果用于測(cè)電壓,其量程太小,要想量度較大的電壓,可以給電流表串聯(lián)一個(gè)電阻,分擔(dān)一部分電壓,稱為分壓電阻,如圖所示。          ?。?)分壓電阻的計(jì)算 由串聯(lián)電路的特點(diǎn)得: , 解得: .   若電壓擴(kuò)大量程的倍數(shù) , 則 .   要點(diǎn)詮釋:  ?、匐妷罕韮?nèi)阻,且

9、電壓表量程越大,電壓表內(nèi)阻越大。   ②改裝后的電壓表讀數(shù)是測(cè)量電路的電壓,但表頭的實(shí)際電壓為分得的電壓。 3.將靈敏電流計(jì)改裝成大量程的電流表   (1)原理:要量度比較大的電流,可以給電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻,即擴(kuò)大了電流表的量程,如圖所示。            (2)分流電阻的計(jì)算:由并聯(lián)電路特點(diǎn)得: , 即    , 若電流表擴(kuò)大量程的倍數(shù) , 則 .   要點(diǎn)詮釋:   ①電流表內(nèi)阻,且電流表量程越大,電流表內(nèi)阻越小。  ?、诟难b后的電流表讀數(shù)是測(cè)量電路的電流,不是通過(guò)表頭的電流。 4.電流表和電壓表的校對(duì)電路   按如

10、圖所示的電路對(duì)改裝成的電表進(jìn)行校對(duì),校對(duì)時(shí)注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值。          【典型例題】 類型一、串并聯(lián)電路基本規(guī)律及其應(yīng)用 例1.如圖所示路中,各電阻的阻值已標(biāo)出,當(dāng)輸入電壓時(shí),輸出電壓.                    【答案】1 【解析】本題考查的是網(wǎng)絡(luò)電路的電阻、電流及電壓的計(jì)算,關(guān)鍵是對(duì)電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析。本題中,電阻與電阻串聯(lián)后與電阻并聯(lián),再與電阻串聯(lián),接在電壓之間。 、之間電阻: . 、之間的電壓: . 則、之間的電壓: .   【點(diǎn)評(píng)】正確分清電路結(jié)構(gòu),找出電阻的串并聯(lián)關(guān)系,正確運(yùn)用串并聯(lián)電

11、路的特點(diǎn)和性質(zhì)是解決網(wǎng)絡(luò)電路的關(guān)鍵。 舉一反三:   【變式1】如圖所示,電路中的和相等。在滑動(dòng)變阻器的滑片自左至右滑動(dòng)的過(guò)程中,間的總電阻將(  )   A.逐漸增大  B.先增大,后減小   C.逐漸減小  D.先減小,后增大 【答案】B   【解析】此題為判斷間電阻的變化情況,而總電阻的變化是由滑動(dòng)變阻器的滑片自左至右引起的,從圖中容易看出滑片在變阻器的左端與右端時(shí)間總電阻是相等的,因此只要能比較出滑片在變阻器中間某一位置時(shí)的總電阻與滑片在變阻器端點(diǎn)時(shí)的總電阻的大小,即可作出判斷,又因?yàn)樽冏杵鞯淖柚禌]有限定,所以可賦予各種可能值,因此用賦值法來(lái)解更為簡(jiǎn)捷。   設(shè)和

12、的阻值為,滑動(dòng)變阻器的阻值為,為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。  ?。?)當(dāng)位于滑動(dòng)變阻器左(或右)端時(shí),(或)短接。     ?。?。  ?。?)當(dāng)位于點(diǎn)時(shí),,故答案為B。 【變式2】如圖所示,,滑動(dòng)變阻器滑片位于中央,分壓值恰好為.接上負(fù)載電阻后,下列情況中可使負(fù)載上獲得最接近于電壓的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 類型二、混聯(lián)電路的求解方法 例2.如圖所示電路,,求: (1)電流表和的示數(shù)(不計(jì)電流表的內(nèi)阻). (2)與兩端的電壓之比. 【答案】(1) 的示數(shù)是;的示數(shù)是. (2) .

13、【解析】本題考查的是等效電路的問(wèn)題,關(guān)鍵是畫出等效電路,分析電路結(jié)構(gòu).設(shè)端電勢(shì)高,端電勢(shì)低,電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì),畫出電路中各處的電流方向如圖甲所示. 電表和為理想電流表,則連接電表的線路可視為理想導(dǎo)線,其上各點(diǎn)的電勢(shì)相等,即、兩點(diǎn)電勢(shì)相等,、兩點(diǎn)電勢(shì)相等,則、、三個(gè)電阻有兩個(gè)共同的連接點(diǎn)()點(diǎn)和()點(diǎn),所以、、三個(gè)電阻是相互并聯(lián),最后跟串聯(lián),其等效電路如圖乙所示.電流表測(cè)量的是通過(guò)、的總電流. .電流表測(cè)量的是通過(guò)、的總電流. (1)、、三個(gè)電阻并聯(lián)的總電阻設(shè)為,則有: . 解得 . 電路的總電流為: . 并聯(lián)部分的電壓為: . 通過(guò)、、三

14、個(gè)電阻的電流分別為: . . . 由乙圖可知,電流表的示數(shù)是通過(guò)、的電流之和,則有: . 電流表的示數(shù)是通過(guò)、的電流之和,則有: . (2)因?yàn)?所以兩端的電壓為: . ,則 . 【點(diǎn)評(píng)】(1)本題中分析、、和的連接方式,電流表和測(cè)量的是何處電流,這是解答本題的關(guān)鍵. (2)對(duì)于混聯(lián)電路,大都可以簡(jiǎn)化為串聯(lián)電路或并聯(lián)電路,所以在分析時(shí)要充分利用“等效”思想,畫出正確的等效電路圖.注意在混聯(lián)電路中,如果其余電阻不變,當(dāng)一個(gè)電阻變大時(shí)總電阻增大(反之亦然). (3)在任何電路中,整個(gè)電路上消耗的

15、總功率等于各用電器消耗的功率之和,即 . 舉一反三: 【變式1】如圖所示電路中,各燈額定電壓和額定功率分別是:燈“”,燈“”,燈“”,燈“”.在兩端加上電壓后,四個(gè)燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率的大小,正確的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【變式2】把兩個(gè)電阻串聯(lián)到電路中,要使兩個(gè)電阻消耗的電功率相同,下列方法中可行的是( ) A.給并聯(lián)一個(gè)阻值為的電阻 B.給并聯(lián)一個(gè)阻值為的電阻 C.給串聯(lián)一個(gè)的電阻 D.給并聯(lián)一個(gè)的電阻 【答案】B 【變式3】如圖所示電路,,兩點(diǎn)接入恒定電壓。

16、問(wèn):(1)之間接理想電流表時(shí),其讀數(shù)為多少?(2)之間接理想電壓表時(shí),其讀數(shù)為多少?                【答案】(1)  (2)4.5 V   【解析】(1)之間接理想電流表時(shí),其等效電路如圖1所示:   、并聯(lián)電阻值: ,   兩端的電壓: ,   中的電流: , 中電流: ,    電流表讀數(shù): .  ?。?)當(dāng)之間接理想電壓表時(shí),等效電路如圖2所示:   與串聯(lián)電阻: , 再與并聯(lián), ,   兩端的電壓: ,   兩端的電壓: ,   電壓表示數(shù): . 類型三、電表對(duì)電路的影響   例3.兩只相同的電阻串聯(lián)后接

17、到電壓為9V的恒壓電路上,用一只0~5~15V的雙量程電壓表的5V檔測(cè)其中一只電阻兩端電壓時(shí),示數(shù)為4.2V,則換用15V檔測(cè)這個(gè)電阻兩端電壓時(shí),示數(shù)為( ) A.小于4.2V B.等于4.2V C.大于4.2V D.不能確定 【答案】C 【解析】電壓表15V量程電阻大,用15V量程測(cè)電阻兩端電壓時(shí),電壓表與電阻并聯(lián)阻值大,電路中總電阻大,電路總電流變小,另一個(gè)電阻分壓小,電路總電壓不變,被測(cè)電阻分壓變大,電壓表示數(shù)變大,大于原來(lái)的4.2V,故選C。   【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)內(nèi)阻影響不能忽略時(shí),電壓表視為一阻值較大的電阻,其讀數(shù)就是這個(gè)電阻兩端的電壓值,這是

18、解決這類問(wèn)題的重要條件。 舉一反三: 【變式】用兩個(gè)相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個(gè)量程不同的大量程電流表,若把分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路,如圖所示,則閉合電鍵后,下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說(shuō)法正確的是( ) A.圖甲中的的示數(shù)相同 B.圖甲中的的指針偏角相同 C.圖乙中的的示數(shù)和偏角都不同 D.圖乙中的的指針偏角相同 【答案】B 【解析】甲圖中流過(guò)表頭的電流相同,故指針偏角相同,但由于的量程不同,所以示數(shù)不同,故A錯(cuò)B對(duì).乙圖中中的電流相同,故示數(shù)相同,但兩者表頭中的電流不等指針偏角不同,故C、D錯(cuò). 類型四、電表擴(kuò)大量程   例4.如

19、圖為實(shí)驗(yàn)室常用的兩個(gè)量程的電流表的原理圖。當(dāng)使用、兩接線柱時(shí),其量程為;當(dāng)使用、兩接線柱時(shí),量程為。已知電流計(jì)的內(nèi)電阻,滿偏電流; 求分流電阻和的阻值。   【答案】 【解析】本題考查的是雙量程電流表的問(wèn)題,關(guān)鍵是明確電流表的改裝原理,根據(jù)并聯(lián)分流電路的特點(diǎn)是電壓相同求解。在改裝的電流表中,各量程達(dá)到滿偏電流時(shí),流過(guò)“表頭”的電流仍為原滿偏電流,故接、時(shí): ; 接、時(shí): .   由以上兩式,把代入并解之得 , 即量程為時(shí),為分流電阻;量程為時(shí),為分流電阻,為分壓電阻。    【點(diǎn)評(píng)】把靈敏電流計(jì)改裝為電流表,應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻,所以在解答該問(wèn)題時(shí)可直

20、接應(yīng)用,也可以直接應(yīng)用并聯(lián)電路的特點(diǎn)來(lái)解答該問(wèn)題。 舉一反三: 【變式1】如圖所示,將一個(gè)改裝的電流表接入電路和標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)待測(cè)表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大一些,如表頭的是準(zhǔn)確的,出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的(  )   A.的測(cè)量值比真實(shí)值偏大   B.的測(cè)量值比真實(shí)值偏小   C.所并聯(lián)的比公式計(jì)算出的偏小   D.所并聯(lián)的比公式計(jì)算出的偏大 【答案】AD 【解析】本題考查的是電表改裝中的誤差分析問(wèn)題,關(guān)鍵是通過(guò)分析,找準(zhǔn)誤差的來(lái)源,改裝成的電流表(待測(cè)表)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大,說(shuō)明流經(jīng)表頭的電流偏大些,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),所并聯(lián)的越大,流經(jīng)表頭 的

21、電流越大,所以比公式計(jì)算出的偏大。同樣如果測(cè)量值比真實(shí)值偏大,也會(huì)使偏大,故選項(xiàng)A、D正確。 【點(diǎn)評(píng)】讀數(shù)偏大,說(shuō)明流經(jīng)表頭 的電流偏大,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可分析出與表頭并聯(lián)電阻偏大,這是本題的突破口,也是關(guān)鍵點(diǎn)。 【變式2】一塊靈敏電流計(jì),其電阻,滿偏電流,要把它改裝成量程是的電壓表應(yīng)該串聯(lián)多大的分壓電阻? 【答案】 【解析】當(dāng)靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時(shí),它兩端的電壓 , 是它能承擔(dān)的最大電壓?,F(xiàn)在要使它能測(cè)量最大為的電壓,分壓電阻就必須分擔(dān)的電壓,由于串連電路中電壓跟電阻成正比,則 因而 . 可見串聯(lián)的分壓電

22、阻后就可以把這個(gè)靈敏電流計(jì)改裝成量程為的電壓表。 【變式3】一塊靈敏電流計(jì),其電阻,滿偏電流,要把它改裝成量程是的電流表應(yīng)該并聯(lián)多大的分流電阻? 【答案】 【解析】因?yàn)槭庆`敏電流計(jì)允許通過(guò)的最大電流,在測(cè)量的電流時(shí),分流電阻上通過(guò)的電流應(yīng)為: . 由于并聯(lián)電路中電流跟電阻成反比,即 : . 可見并聯(lián)的分流電阻后,就可以把這個(gè)靈敏電流計(jì)改裝成量程為的電流表。 類型五、電表的改裝和校對(duì) 例5.將滿偏電流,內(nèi)阻未知的的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行校對(duì). (1)利用如圖所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻(圖中的電源電動(dòng)勢(shì));先閉合,調(diào)節(jié),使電流表指針偏轉(zhuǎn)

23、到滿刻度;再閉合,保持不變,調(diào)節(jié),使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的,讀出此時(shí)的阻值為,則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值. (2)將該表改裝成量成為的電壓表,需___(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為的電阻. (3)把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì),在圖中的虛線框中試畫出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖. 【答案】(1),(2)串聯(lián) (3)見解析 【解析】(1)閉合后,電流表與并聯(lián),流過(guò)電流表的電流為,則流過(guò)的電流為,由并聯(lián)電路的分流特點(diǎn)知: . (2)將該表改裝為的電壓表,需串聯(lián)一個(gè)分壓電阻, . (3)校對(duì)電表時(shí),要逐格校對(duì),所以考慮滑動(dòng)變阻器用分壓接法,同時(shí)兩個(gè)電壓表必須并聯(lián),實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連

24、接圖如圖所示. 【點(diǎn)評(píng)】(1)分析時(shí)要注意電表的改裝量程和表頭參數(shù).明確改裝后電表的示數(shù)應(yīng)是整個(gè)電路中電壓或電流的和. (2)半偏法測(cè)表頭內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,要求電源電壓大一些,的有效值大,以保證干路中的電流不變. (3)校對(duì)電壓表時(shí),要讓改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián),校對(duì)電流表時(shí),要與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián).從零開始逐格校對(duì),故滑動(dòng)變阻器必須用分壓接法. 舉一反三: 【變式1】圖1是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖,已知表頭的量程為,內(nèi)阻為.是標(biāo)準(zhǔn)電流表,要求改裝后的電流表量程為。完成下列填空。 (1)圖1中分流電阻的阻值應(yīng)為_______。(用、和表示) ?

25、 (2)在電表改裝完成后的某次校準(zhǔn)測(cè)量中,表的示數(shù)如圖所示,由此讀出流過(guò)電流表的電流為_______。此時(shí)流過(guò)分流電阻的電流為_______(保留一位小數(shù)) 【答案】(1),(2); 【解析】(1)因表頭與并聯(lián),并聯(lián)電路電阻與電流成反比,,所以,讀入數(shù)據(jù)得. (2)讀數(shù)要估讀到分度值得下一位,即;改裝要求當(dāng)輸入總電流時(shí),要分掉,即,當(dāng)電流表的電流為時(shí),流過(guò)分流電阻的電流為,代入數(shù)據(jù)得. 【點(diǎn)評(píng)】本題考查改裝并校準(zhǔn)電流表的實(shí)驗(yàn),考查了實(shí)驗(yàn)原理,電流表讀數(shù)及電路分析。難度:中等。 【變式2】如圖所示,和是兩個(gè)定值電阻,的阻值很大,的阻值很小,是一個(gè)靈敏電流計(jì),則下列判斷正確的是(

26、 ) A.只閉合,整個(gè)裝置相當(dāng)于伏特表 B.只閉合,整個(gè)裝置相當(dāng)于安培表 C.和都斷開,整個(gè)裝置相當(dāng)于靈敏電流計(jì) D.和都閉合,整個(gè)裝置相當(dāng)于安培表 【答案】AD 例6.將一個(gè)量程為內(nèi)阻為的靈敏電流表,按圖改裝成量程分別為和的電壓表.那么電路中的電阻阻值,. 【答案】; 【解析】根據(jù)題意,當(dāng)改裝成的電壓表時(shí),表的總阻值為,由于靈敏電流表內(nèi)阻為,所以, ; 同理,可得, . 舉一反三: 【變式1】四個(gè)完全相同的電流計(jì),其中兩個(gè)改裝為和的電流表,另外兩個(gè)改裝為和的電壓表,則正確說(shuō)法是( )

27、 A.兩個(gè)電流表并聯(lián)接入電路后,其讀數(shù)之比為,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為 B.兩個(gè)電流表串聯(lián)接入電路后,其讀數(shù)之比為,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為 C.兩個(gè)電壓表并聯(lián)接入電路后,其讀數(shù)之比為,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為 D.兩個(gè)電壓表串聯(lián)接入電路后,其讀數(shù)之比為,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為 【答案】ABCD 【解析】A.兩個(gè)電流表并聯(lián)接入電路后,如圖1所示。電流計(jì)兩端電壓一樣,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為;但其表盤讀數(shù)之比為,(即最大量程比),A正確。 B.兩個(gè)電流表串聯(lián)接入電路后,如圖2所示。串聯(lián)電路中電流一樣,其讀數(shù)之比為,但其指針偏轉(zhuǎn)角度之比為,B正確。 C.兩個(gè)電壓表并聯(lián)接入電路后,如圖

28、3所示。并聯(lián)電路電壓一樣,其讀數(shù)之比為,但其指針偏轉(zhuǎn)角度之比為,C正確。 D.兩個(gè)電壓表串聯(lián)接入電路后,如圖4所示。通過(guò)電流計(jì)的電流是一樣的,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為。但其表盤讀數(shù)之比為,(即最大量程比),D正確。 【變式2】有一電流表 ,量程為,內(nèi)阻約為,要求測(cè)量其內(nèi)阻.可選用的器材有:電阻箱,最大阻值為;滑動(dòng)變阻器甲,最大阻值為;滑動(dòng)變阻器乙,最大阻值為;電源,電動(dòng)勢(shì)約為,內(nèi)阻不計(jì);電源,電動(dòng)勢(shì)約為,內(nèi)阻不計(jì);開關(guān)個(gè),導(dǎo)線若干. 采用的測(cè)量電路圖如圖所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.?dāng)嚅_開關(guān)和,將調(diào)到最大;b.合上開關(guān),調(diào)節(jié)使?jié)M偏;c.合上開關(guān),調(diào)節(jié)使

29、半偏,此時(shí)可以認(rèn)為 的內(nèi)阻.試問(wèn): (1)在上述可供選擇的器材中,可變電阻應(yīng)該選擇________;為了使測(cè)量盡量精確,可變電阻應(yīng)該選擇________,電源應(yīng)該選擇________. (2)認(rèn)為電阻,此結(jié)果與的真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”). 【答案】(1) 滑動(dòng)變阻器甲 (2)偏小 【解析】(1)“半偏法”測(cè)電流表內(nèi)阻的原理是“比較法”,其電路如題圖所示,當(dāng)通過(guò)電阻R1的電流和通過(guò)電流表的電流相同時(shí),電流表的內(nèi)阻就等于電阻的阻值.當(dāng)通過(guò)電流表的電流為時(shí),可以認(rèn)為通過(guò)電阻的電流也等于.這只是一個(gè)近似的值,而且只有在變

30、阻器的阻值遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻時(shí),誤差才越小,才可以忽略不計(jì).為了使讀數(shù)盡量準(zhǔn)確,減少誤差,我們選電阻箱.電流表的內(nèi)阻為左右,所以變阻器應(yīng)該是,故選滑動(dòng)變阻器甲。這樣為使閉合開關(guān)后,通過(guò)電流表的電流能達(dá)到滿偏電流,所選電動(dòng)勢(shì)也應(yīng)該適當(dāng)?shù)倪x大一點(diǎn),故選電源. (2)利用“半偏法”測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí),由于閉合開關(guān)是后,電路中總電阻減小,使干路電流大于電流表的滿偏電流,故當(dāng)電流表半偏時(shí),流過(guò)電阻箱的電流大于,此時(shí)電阻箱的阻值小于,故,測(cè)量值偏?。? 類型六、伏安法測(cè)電阻 例7.用圖中的器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值(電阻大約為): 電源,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為; 電壓表,量程為,內(nèi)

31、阻; 電壓表,量程為,內(nèi)阻; 滑動(dòng)變阻器,最大阻值為; 單刀單擲開關(guān);導(dǎo)線若干。 (1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的,試畫出測(cè)量電阻的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。 (2)根據(jù)你所畫的電路原理圖在實(shí)物圖上連線。 (3)若電壓表的讀數(shù)為,電壓表的讀數(shù)為,則由已知量和測(cè)得量表示的公式為。 【答案】(1)見圖甲、圖乙 (2)見圖丙、圖丁 (3)或 【解析】(1)由于電壓表的量程和內(nèi)阻較大,所以測(cè)量電阻的部分電路可有兩種,如圖和圖所示: 如果采用限流接法,圖中電壓表將被燒毀,圖中電壓表和將均被燒毀,所以只能采用分壓接法,電路如圖甲和圖

32、乙所示。 (2)實(shí)物圖連線如圖丙、圖丁所示: (3)采用圖丙接法,通過(guò)的電流為,兩端的電壓為,則待測(cè)電阻為;采用圖丁接法,通過(guò)的電流為,兩端的電壓為,則待測(cè)電阻為。 【點(diǎn)評(píng)】由以上例子可以看出,在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)電路時(shí),要特別注意兩點(diǎn):一是電流表應(yīng)內(nèi)接還是外接;二是滑動(dòng)變阻器采用限流還是分流.對(duì)前者應(yīng)著重從減小誤差的角度去考慮;對(duì)后者,既要考慮減小誤差(使待測(cè)電阻上的變化范圍大些,以便多測(cè)幾組數(shù)據(jù)),又要考慮采用限流式時(shí)能否控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求,同時(shí),在有些問(wèn)題中還要考慮到題目的特殊要求. 舉一反三: 【變式】甲、乙兩位同學(xué)要測(cè)量一未知電阻Rx的阻值(

33、阻值約1kΩ),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下: A.待測(cè)電阻Rx B.電源E:電動(dòng)勢(shì)約為3V C.電流表A1:量程為5mA,內(nèi)阻r1不超過(guò)10Ω D.電流表A2:量程為1mA,內(nèi)阻r2為50Ω E.滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為50Ω F.電阻箱:阻值0~9999.9Ω G.開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)由于沒有電壓表,甲同學(xué)利用電流表A2和電阻箱改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表,則電流表A2應(yīng)與電阻箱_________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),電阻箱的阻值應(yīng)為__________Ω. 用表示A2改裝后的電壓表,在測(cè)量Rx的以下實(shí)驗(yàn)電路中誤差較小的是_______.

34、 A B C D (2)為測(cè)量電阻Rx,乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下電路,實(shí)驗(yàn)中只要保持滑動(dòng)變阻器的滑片P位置固定,無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)電阻箱,分壓電路的輸出電壓變化都很?。牟僮鞑襟E如下: A.將滑動(dòng)變阻器的滑片P放在最左端,閉合開關(guān)S; B.將電阻箱的阻值調(diào)節(jié)到零,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變器,使電流表A2的指針達(dá)到滿偏; C.保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的指針達(dá)到半偏; D.讀出電阻箱的示數(shù),記為R0; E.?dāng)嚅_開關(guān),整理器材. 請(qǐng)你根據(jù)已知量與測(cè)量量,寫出待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式__

35、____________.該測(cè)量值與真實(shí)值相比_________(填“偏大”或“偏小”). 【答案】(1)串聯(lián)、、B;(2)、偏大 【解析】(1)根據(jù)串聯(lián)電阻具有分壓作用可知,應(yīng)將電流表與電阻箱串聯(lián); 由 解得: 由于待測(cè)電阻滿足,所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法;由于滑動(dòng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻,所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法,即電路應(yīng)是分壓內(nèi)接電路,所以應(yīng)選B電路; (2)根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律,當(dāng)電流表滿偏時(shí)應(yīng)有:…① 電流表半偏時(shí)應(yīng)有:…② 聯(lián)立以上兩式解得: 由于以上實(shí)驗(yàn)是在認(rèn)為變阻器的輸出電壓不變的情況下得出的,實(shí)際上當(dāng)電阻箱從零變大后,由電路動(dòng)態(tài)分析可知變阻器的輸出電壓應(yīng)變大,所以當(dāng)電流表半偏時(shí), ②式應(yīng)為:…③ 即:,比較①③兩式可得:,所以:,即測(cè)量值偏大。 25

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