1.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法正确的是()A.改装原理为串联电阻能减小电流B.改装成电流表后,表头G本身允许通过的最大电流并不改变C.改装后,表头G自身的电阻增大了D.改装后使用时,通过表头G的电流就可以大于改装前允许通过的最大电流解析:选B改装成大量程电流表后,表头G本身允许通过的最大电流并不改变;改装成大量程电流表后,因为表头G并联了电阻,故电流表的总电阻减小了,但表头G自身的电阻并不变化。
故选项B正确。
2.(多选)将分压电阻串联在表头上,改装成电压表,下列说法中正确的是()A.接上分压电阻后,增大了表头的满偏电压B.接上分压电阻后,电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变C.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D.通电时,表头和分压电阻中通过的电流一定相等解析:选BD接上分压电阻后,电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变,选项A错误,B正确;分压电阻是表头内阻的n倍,则表头满偏时分压电阻两端的电压为nU g,电压表的量程为(n+1)U g,选项C错误;通电时,表头和分压电阻串联,故通过它们的电流一定相等,选项D正确。
3.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。
已知某一表头G,内阻R g=30 Ω,满偏电流I g=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是() A.串联一个570 Ω的电阻B.并联一个570 Ω的电阻C.串联一个0.05 Ω的电阻D.并联一个0.05 Ω的电阻解析:选D要改装电流表需并联一个分流电阻,设其阻值为R,应有I g R g=(I-I g)R,所以R=I g R gI-I g≈0.05 Ω,故选D。
1.伏安法测电阻的电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法:适用于R x、R A、R V的大小大致可以估计,当R x≫R A时,采用内接法,当R x ≪R V 时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”。
(2)比值比较法或临界值法 ①比值比较法:当R x R A >R VR x时,用内接法; 当R x R A <R VR x时,用外接法。
②临界值法:当R x >R A R V 时,用内接法; 当R x <R A R V 时,用外接法。
(3)试触法:适用于R x 、R V 、R A 的阻值关系都不能确定的情况,如图2-3-7所示,把电压表的接线端分别接b 、c 两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,|I 2-I 1|I 1>|U 2-U 1|U 1,说明电压表的分流对电路影响大,应选用内接法。
若电压表的示数有明显变化,即|I 2-I 1|I 1<|U 2-U 1|U 1,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法。
图2-3-72.滑动变阻器的两种接法选择(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
因为R x 小,限流式中滑动变阻器分得的电压大,移动滑动触头调节范围大。
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。
因为R x 大,分压式中R x 几乎不影响电压的分配,移动滑动触头电压变化明显,便于调节。
(3)以下几种情况必须采用分压接法①若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求,即不论怎样调节滑动变阻器,待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式接法。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,不利于多次测量求平均值,此时,应改用分压式接法。
③若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式接法。
(4)在两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单,耗能低。
[典例] 用伏安法测量某电阻R x 的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻R x:范围在5~8 Ω,额定电流0.45 AB.电流表A1:量程0~0.6 A(内阻0.2 Ω)C.电流表A2:量程0~3 A(内阻0.05 Ω)D.电压表V1:量程0~3 V(内阻3 kΩ)E.电压表V2:量程0~15 V(内阻15 kΩ)F.滑动变阻器R:0~5 ΩG.蓄电池:电动势12 VH.导线,开关为了较准确地测量,并保证器材安全,电流表应选________,电压表应选________,并画出电路图。
[思路点拨]解答本题可按以下思路分析:根据R x额定电流选电流表量程→根据R x两端最大电压值选电压表量程→由R x、R V、R A的大小关系选内外接法→根据R x与变阻器的阻值关系选分压限流接法→画电路图[解析]待测电阻Rx的额定电流为0.45 A,应选电流表A1,额定电压U max=0.45×8 V=3.6 V,电压表V2的量程太大,应选电压表V1;由于R V R A= 3 000×0.2 Ω=600 Ω,R x< R V R A,因此电流表应采用外接法;因为电压表V1量程小于3.6 V,且要较准确地测量,还有变阻器总电阻较小,故变阻器R应选择分压式接法,其电路如图所示。
[答案]A1V1见解析图伏安法测电阻的电路设计思路1.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 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2-3-8(a)或图(b)所示,结果由公式R x =UI 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(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则______(填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
图2-3-8解析:根据串、并联电路的特点解题。
根据题意知R x R A >R VR x,电压表的分流作用较显著,故R x 1更接近待测电阻的真实值。
图(a)的测量值是R x 与R A 串联的电阻阻值,故R x 1>R x 真;图(b)的测量值是R x 与R V 并联的电阻阻值,故R x 2<R x 真。
答案:R x 1 大于 小于2.某同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,实验所需的器材如下:待测电阻R x (约100 Ω),直流毫安表(量程0~10 mA ,内阻5 Ω),直流电压表(量程0~3 V ,内阻5 kΩ),直流电源(输出电压3 V ,内阻不计),滑动变阻器(阻值范围0~15 Ω,允许最大电流1 A),开关一个,导线若干条。
根据器材的规格和实验要求,在下面的虚线框中画出实验电路图并在如图2-3-9所示的实物图上连线。
图2-3-9解析:(1)由于R x R A =1005<R V R x=5 000100,故电流表应用外接法;如果采用限流式接法,则I min=3100+5+15A=25 mA>10 mA,即最小电流超过电流表的量程,故滑动变阻器应采用分压式接法,电路图及实物图连线如图所示。
答案:见解析1.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中,已知R1=10 Ω,R3=5 Ω。
R1两端电压为6 V,R2两端电压为12 V,则()A.电路中的电流为0.6 AB.电阻R2的阻值为20 ΩC.三只电阻两端的总电压为21 VD.电阻R3两端的电压为4 V解析:选ABC电路中电流I=U1R1=610A=0.6 A,A对;R2的阻值为R2=U2I=120.6Ω=20 Ω,B对;三只电阻两端的总电压U=I(R1+R2+R3)=21 V,C对;电阻R3两端的电压U3=IR3=0.6×5 V=3 V,D错。
2.三个电阻的阻值之比为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,并联后接入电路,则通过三个支路电流的比值为()A.1∶2∶5 B.5∶2∶1C.10∶5∶2D.2∶5∶10解析:选C三个电阻并联,电压相等,设为U,由欧姆定律得I=UR,所以I1∶I2∶I3=UR1∶UR2∶UR3=1R1∶1R2∶1R3=11∶12∶15=10∶5∶2,C对,A、B、D错。
3.电流表的内阻是R g=200 Ω,满刻度电流值是I g=500 μA,现欲把此电流表改装成量程为1 V的电压表,正确的方法是() A.应串联一个0.1 Ω的电阻B.应并联一个0.1 Ω的电阻C.应串联一个1 800 Ω的电阻D.应并联一个1 800 Ω的电阻解析:选C 电流表改装成电压表,应串联电阻。
电阻两端的电压U ′=U -U g =1 V -200×500×10-6 V =0.9 V ,串联的电阻阻值为R =U ′I g=1 800 Ω。
4.一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA ,内阻为R g ;如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n μA ,则( )A .给它串联一个电阻,阻值为nR gB .给它串联一个电阻,阻值为(n -1)R gC .给它并联一个电阻,阻值为R gn D .给它并联一个电阻,阻值为R gn -1解析:选D 把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻,由并联电路特点,I g R g =(I -I g )·R ,所以R =I g I -I g R g ,每一小格变为n μA ,量程变为nI g ,则R =1n -1R g。
5.两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压U 稳定于12 V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1两端,如图1所示,则电压表的示数为8 V ,如果他把此电压表改接在R 2的两端,则电压表的示数将( )图1A .小于4 VB .等于4 VC .大于4 V ,小于8 VD .大于或等于8 V解析:选A 并联电路的电阻小于任何一个支路的电阻,又因为串联电路的电压与电阻成正比,所以把电阻并联在R 2的两端,则电压表的示数小于4 V ,故选A 。
6.为测某电阻R 的阻值,分别接成如图2所示的甲、乙两电路,在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3 V 和3 mA ,乙电路中电表示数分别为2.9 V 和4 mA ,则待测电阻的阻值应为( )图2A .比1 000 Ω略大一些B .比1 000 Ω略小一些C .比725 Ω略大一些D .比725 Ω略小一些解析:选B 电流表示数前后变化相对较大,说明电压表的分流影响较大,应采用电流表内接的甲电路来测量电阻值,由R =UI 可得R 测=1 000 Ω,但R 测实际上是待测电阻与电流表串联之后的总电阻,所以待测电阻的阻值比1 000 Ω略小一些,B 正确。