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表頭測量 電表改裝
【學習目標】(在學習完本節(jié)課后檢查檢查自己學習目標是否完成)
1、理解表頭測量的原理和方法。
2、理解電流表量程擴大、把電流表改裝成電壓表的原理。
【重點、難點】
重點:表頭測量的原理和方法 難點: 電表改裝原理
【使用說明與學法指導】(這里主要告訴你怎么樣做才能完成目標)
1、表頭測量是電學實驗的基礎,也是考試的重點,要多理解原理,掌握設計思路。
2、不同電表的表頭是一樣的,僅僅是表盤不同。掌握表的改裝還是要理解原理,掌握方法。
【設計思路整理】
1、電流表、電壓表滿偏值的測量:(做下面題目,感悟測量的基本思路。)
題:有以下的可供選用的器材及導線若干條,要求盡可能精確地測量出待測電流表的滿偏電流。
A、待測電流表A0,滿偏電流約為750μA,內(nèi)阻約100Ω,已知表盤刻度均勻,總格數(shù)為N。
B、電流表A,量程0.6A,內(nèi)阻0.1Ω
C、電壓表V,量程3V,內(nèi)阻3kΩ
D、滑動變阻器R:最大阻值50Ω
E、電源E,電動勢約3V、內(nèi)阻約1.5Ω
F、開關S一個。
(1)根據(jù)你的測量需要,“B.電流表”、“C.電壓表”中應選擇________(只需填寫序號即可)
(2)在虛線框內(nèi)畫出你設計的電路圖。
(3)測量過程中,測出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測電流表A的指針偏轉了n格,可算出滿偏電流Im=________________,式中除N、n外其它字母符號代表的物理量是:_____________________________________________________________________
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:
①某同學認為電流表A是標準表,把A和待測表A0串聯(lián),設計出右圖所示電路,調(diào)節(jié)電路使A0滿偏,讀出此時A的讀數(shù)即可。你認為這樣可行嗎?說出你的理由 。
②另一同學設計出了如右圖所示的兩種電路,你認為應該用限流接法還是應該用分壓接法?理由是什么?
③又一同學設計的電路如圖所示,他的做法是,調(diào)節(jié)R,使A0滿偏,讀出此時電表讀數(shù)U,可以計算出A0的滿偏電流Im=U/RA,你認為他的做法可以嗎?說出你的理由?
2、用以下器材測量一待測電流表的內(nèi)阻:
待測電流表A1(量程250 mA,內(nèi)阻r1約為5Ω);
標準電流表A2 (量程300 mA,內(nèi)阻r2約為5Ω);
電阻箱R1(最大值999.9 Ω阻值最小改變量為0.1Ω);
滑動變阻器R2(最大阻值10Ω);
電源E(電動勢約為10 V,內(nèi)阻r約為lΩ);
單刀單擲開關S,導線若干.
(1)要求方法簡捷,并能測多組數(shù)據(jù),試在方框中畫出實驗電路原理圖,并在圖上標明每個器材的代號
(2)實驗中,需要直接測量的物理量是____________用測得的量表示待測電流表(R1、I1、I2)
A,內(nèi)阻的計算公式是r1=___________()
【發(fā)散拓展】 為了減小實驗誤差,實驗時R1的取值應為多大?在電表的精確度相同的情況下,電表的示數(shù)越大,則相對誤差越小,因此實驗中應使兩電表示數(shù)均接近滿偏,即,I1接近250 mA,I2接近300 mA,則R1接近25Ω
或:此題是用電阻箱替代電壓表。
3、(黃山市2013屆第三次質(zhì)量檢測)測量一塊量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下
A、待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)一只
B、電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只
C、定值電阻(R=3kΩ,額定電流0.5A)一個
D、電池組(電動勢略小于3V,內(nèi)阻不計)
E、開關兩只;
F、導線若干
有一同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:
①首先,用多用電表進行粗側,選用“×100”歐姆檔,操作方法正確,若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示,則測量的結果是 3000 Ω
②為了更準確的測出該電壓表的內(nèi)阻的大小,該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。你認為其中相對比較合理的是 乙 (填“甲”或“乙”)電路,其理由是
(因為圖甲中電壓表內(nèi)阻太大,電流表讀數(shù)太小,誤差太大)
③用你選擇的電路進行實驗時,需要直接測量的物理量是
(K2閉合前后電壓表讀數(shù)U1、U2)
用上述所測物理量表示電壓表內(nèi)阻,其表達式為Rv=
4.某探究小組要盡可能精確地測量電流表A1的滿偏電流,可供選用的器材如下:
A.待測電流表A1 (滿偏電流I m為800 μA ,內(nèi)阻r1約為100 Ω,表盤刻度均勻、總格數(shù)為N)
B. 電流表A 2(量程為0.6A, 內(nèi)阻r2 =0.1Ω)
C.電壓表V(量程為3V、內(nèi)阻R v=3kΩ)
D.滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)
E.電源E(電動勢為3V.內(nèi)阻r約為1.5Ω)
F.開關S一個,導線若干
①該小組設計了甲、乙兩個電路圖,其中合理的是 (選填“甲,或“乙”);
②所選合理電路中虛線圈處應接人電表 (選填“B”或“C”);
③在開關S閉合前應把滑動變阻器的滑片P置于_____端(選填“a”或“b");
④在實驗中,若所選電表的讀數(shù)為Z,電流表A1的指針偏轉了k格,則可算出待測電流表A1的滿偏電流Im=___。
(1) ① 甲 (2分) ② C (2分) ③ b (2分) ④ Im= (2分)
5、(安慶一中、安師大附中高三2014年1月聯(lián)考)某毫安表的量程為I0=50mA,內(nèi)阻為r0=50Ω,其表盤刻度線已模糊不清,要重新通過測量來刻畫出從零到滿刻度的刻度值,備有下列器材:
A.待測毫安表mA
B.直流電源E(電動勢3V,內(nèi)阻可忽略)
C.滑動變阻器R1(0~10Ω,2A)
D.滑動變阻器R2(0~100Ω,50mA)
E.標準電流表A1(量程0-0.6A,內(nèi)阻r1=0.5Ω)
F.標準電流表A2(量程0-3A,內(nèi)阻r2=0.01Ω)
G.定值電阻R3的阻值為5Ω
H.定值電阻R4的阻值為20Ω
I.開關及導線若干
①應選用的器材有 _________ (只需填寫所選器材序號,如ABCD...)
②在方框內(nèi)畫出實驗電路圖,并在圖上標出各器材的字母代號.
③待測電流表的電流刻度值的表達式I= _________?。街懈魑锢砹克硎镜囊饬x分別為
答案:II.①ABCEGI (4分) ②電路如圖 (4分)
③ (2分);I1為標準電流表A1的讀數(shù),RA1為標準電流表A1的內(nèi)電阻,r0為待測毫安表的電阻,R3為定值電阻阻值(2分)。
6.(2014安徽卷)某同學為了測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)阻,進行了如下實驗:
A-V-Ω
接
電
壓
表
圖1
(1)他先用多用電表進行了正確的測量,測量時指針位置如圖1所示,得出電壓表內(nèi)阻為3.00×103Ω,此時電壓表的指針也偏轉了。已知多用表歐姆檔表盤中央刻度值為“15”,表內(nèi)電池電動勢為1.5V,則電壓表的示數(shù)應為 V(結果保留兩位有效數(shù)字)。
(2)為了更準確地測量該電壓表的內(nèi)阻RV,該同學設計了圖2所示的電路圖,實驗步驟如下:
A.斷開開關S,按圖2連接好電路;
B.把滑動變阻器R的滑片P滑到b端;
C.將電阻箱R0的阻值調(diào)到零;
D.閉合開關S;
E.移動滑動變阻器R的滑片P的位置,使電壓表的指針指到3V位置;
R0
V
R
a
b
P
E S
RV
圖2
F.保持滑動變阻器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,讀出此時電阻箱R0的阻值,此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測量值;
G.斷開開關S。
實驗中可供選擇的實驗器材有:
a.待測電壓表
b.滑動變阻器:最大阻值2000Ω
c.滑動變阻器:最大阻值10Ω
d.電阻箱:最大阻值9999.9Ω,阻值最小該變量為0.1Ω
e.電阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小該變量為0.1Ω
f.電池組:電動勢約6V,內(nèi)阻可忽略
g.開關,導線若干
按照這位同學設計的實驗方案,回答下列問題:
①要使測量更精確,除了選用電池組、導線、開關和待測電壓表外,還應從提供的滑動變阻器中選用 (填“b”或“c”),電阻箱中選用 (填“d”或“e”)。
②電壓表的內(nèi)阻RV的測量值R測和真實值R真相比,R測 R真(填“>”或“<”);若RV越大,則越 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)1.0 (2)① c d ② > 小
【解析】(1)多用電表的中值電阻即為其內(nèi)阻,內(nèi)阻為1.50×103Ω,與內(nèi)阻為3.00×103Ω電壓表串聯(lián),電源電動勢為1.5V,可得電壓表的讀數(shù)即為RV兩端電壓為1.0V。
(2)①由于滑動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電壓表內(nèi)阻,電阻箱最大阻值應大于3.00×103Ω,故選擇d。
② R0=0時,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,電阻箱的電阻為R0,電壓表中的電流,而滑動變阻器的分壓影響,故即R測
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