高中物理多功能电表篇一:高中物理电表问题高中物理电表问题总汇一、电表、电表的改装1. 灵敏电流表G(1)三个主要参数①内阻Rg:电流表线圈的电阻,大约几十欧到几百欧。
②满偏电流Ig:③满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压,大约零点几伏。
(2)三个参数间的关系:由欧姆定律可知Ug=IgRg 注意:电表就是电阻。
2.电压表R(1)电压表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg,当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug,电阻R叫分压电阻。
据串联电路的特点得:UU?U? Ig?Rggg(U?Ug)Rg解得:R?Ug(2)电压表的内阻:Rv=Rg+RR3.电流表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig,电阻R叫分流电阻。
据并联电路的特点得:U?IR?(I?I)RggggIgRg解得:R?I?Ig(2)电流表的内阻:RA=Rg×R/(R+Rg)I-Ig 4.电流表改装成欧姆表①原理:闭合电路的欧姆定律②如图1所示,当红、黑表笔短接时,调节R,使电流表的指针达到满偏电流,此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。
这时有:g gEIx?③当两表笔间接入电阻Rx时,电流表的电流为:R?Rg?r?RxEI?R?R?r当Rx改变时,Ix随着改变,将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值,就构成了欧姆表。
④中值电阻:欧姆表的内阻即为中值电阻R中=R内=R+Rg+r 因Ix与Rx 不是线性关系,欧姆表表盘刻度不均匀。
二、滑动变阻器的两种接法1.限流接法如图2所示。
ERx?Ux?E(r?0)用电器Rx的电压调节范围:Rx?R电路消耗的总功率为:EI限流接法的选用原则:①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只在小范围内变化,且待测电阻Rx与R接近时。
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时。
③两种方法都满足时优先选用限流接法。
2.分压接法如图3所示①Rx电压调节范围0≤Ux≤E。
②开关闭合前,P应在a端。
分压接法的选用原则:①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。
②待测电阻Rx远大于R,且要求电压变化范围较大时。
③采用限流接法时,电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx的额定值或电表量程时。
三、电阻的测量1.伏安法测电阻(1)原理:部分电路的欧姆定律。
(2)电流表外接法,如图4所示。
误差分析:VVXV 测真A VXA VR产生误差的原因:电压表V分流。
适用于测小阻值电阻,即Rx远小于Rv时。
(3)电流表内接法如图5所示。
误差分析:UVUV?UA?RX?RA?R真=R测=IAIAR待产生误差的原因:电流表A分压。
适用于测大阻值电阻,即Rx远大于RA时。
(4)内、外接法的选用原则①计算临界电阻:0若RxR0若Rx<R0,待测电阻为小电阻,用外接法即大电阻,内接法;小电阻,外接法。
大内小外。
②试触法确定内外接法:在不知道RV、RA、RX的大致值时,可用试触法,如图6所示触头分别接触a、b两点:若V变化大,说明A 分压大,应用外接法;若A变化大说明V分流大,应用内接法。
例1:某同学欲测一电阻Rx的阻值(约为300Ω)可供选择的仪器有:电流表A1,量程10mA;电流表A2,量程0.6A;电压表V1,量程3V;电压表V2,量程15V;电源电动势为14.5V。
请同学们按图接好电路,闭合S1后,把开关S2拨至a时,发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b时,发现其中一个电表的指针偏转几乎不变,另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处;该同学在实验中所选电压表的量程为()所选电流表的量程为()Rx的测量值为()。
URRUR=??R=IR?RI?IR?2.伏安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.(1)如图7所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=I1R1/I2. (2)如图8所示,当两电表的满偏UA2》UA1时,A1串联一电阻R1,同样则可测得R2的内阻R2=I1(R1+R0)/I2. 例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材如下:电流表A1(量程250mA,内阻r1=5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω);电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);开关S,导线若干。
(1(2)实验中,需要直接测量的物理量是()用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是()3.伏安法测电阻若电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。
(1)如图9所示,当两电表的满偏电流接近时,如果已知V1的内阻R1,则可测得V2的内阻R2=U2R1/U1.(2)如图10所示,当两电表的满偏电流IV2》IV1时,V1并联一电阻R0,同样则可测得R2的内阻为R2?U1U1?R1R0例3.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):电源E(电动势约为9V,有一定内阻);电压表V1(量程1.5V,内阻r1=750Ω);电压表V2(量程5V,内阻r2约为2500Ω);滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);开关S,导线若干。
(2004年全国)(1)测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3,试画出实验中测量电阻Rx的几种原理图。
(2)若电压表V1的读数为U1,V2的读数为U2,则用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是:习题答案例1、3V、10mA、320Ω 例2、答案:(1)原理图如图(1)所示。
(2)设两电流表A1和A2的读数为I1、I2,I待测电阻R1阻值的计算公式为:R1?1r1I2?I1例3、答案:(1)原理图如图(2)所示:(2)待测电阻RX阻值的计算公式为:U?U1Rx?2r1图(1)图(2)篇二:高中物理电表选择电学实验中仪表的选择—、电学实验的原则:安全、可行、方便1、安全:实验时,必须保证实验电路各个电学器件的安全(包括电流表、电压表、被测用电器、电源等)2、可行:所选择的仪器能使实验正常进行。
3、准确性原则:选择精度合适的测量工具,但应注意精度够用即可,并非精度越高越好4、方便:所选择的仪器在调节时比较容易控制被测量的物理量的变化,即是要被测量的物理量的变化比较平缓。
器材选择的一般步骤是1.先选出实验提供的唯一性器材;2.根据实验原理和要求画出实验电路图;3.估测待测电路上电压和电流允许的最大值,并考虑能否使电表半偏以上,选择合适量程的电压表和电流表;4.根据待测电路上允许的电压和电流的最大值,选择电压合适的电源和阻值适当的滑动变阻器。
选择顺序可简记为:先选电压表、电流表、滑动变阻器的量程,后选连接方式。
二、选择内容:1、电源对某些提供的电源,在作选择时应与实验中提供的其他器材情况如电压表、电流表的量程、滑动变阻器的阻值、待测元件上的额定电压和电流等联系起来,保证电源能够为实验的测量提供合适的电流或电压。
2、滑动变阻器的选择(一)量程的选择:在满足实验要求的条件下,要选用阻值比较小的变阻器,因为阻值越小,电阻的变化越平缓,不致使测量电路中的电流或电压变化非常突然,调节方便。
(二)在电路中连接方式的选择:滑动变阻器在电路中的连接方式包括分压和限流。
(1) 、限流连接方式1)一般情况或者没有特别说明的情况下,由于限流电路能耗较小,结构连接简单,应优先考虑限流连接方式2)R变>RX 或R变≈ RX ,要选用限流连接方式3)闭合开关S前P在b端(2)分压连接方式1) R变<RX2)要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据。
3)实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中的实际电流均超过所允许的最大电流,在这种情况下,必须采用限流接法。
4)闭合开关S前P在a端。
滑动变阻器选择1、题中有明确要求,则以“要求”为基础,先确定变阻器的连线方式,再选择变阻器的规格。
例1 为了测定一个“6V、3W”的小电珠在不同电压下的功率,现有滑动变阻器R1=10Ω,R2=20Ω。
测量时要求电珠两端电压从0开始连续可调,则应选用的滑动变阻器为:分析与解答:小电珠的电阻从RL与R1、R2比较来看,选R1 采用分压式,选R2采用限流式都不算错,但题目有明确要求:“电压从0开始连续可调”,则必须采用分压式,此时应满足R <Rx所以只能选R12、由题目提供的电流表和电压表的量程确定滑动变阻器例2在“测定金属的电阻率”的实验中,已知电阻丝的阻值约为40Ω应选用的器材是:A、量程是30mA的电流表B、量程是3V的电压表C、阻值为100Ω的滑动变阻器D、阻值为10的滑动变阻器E、电源电压6V,内阻不计F、电键、导线若干分析与解答:由题给器材可知,主要是选择滑动变阻器。
由于电流表量程较小,待测电阻上最大电压Um=Im Rx=1.2V,若选100Ω的变阻器,则应用限流式,其电压调节范围为10Ω的滑动变3、由待测电阻的阻值和额定电压确定滑动变阻器先由额定电压确定电压的变化范围,再根据待测电阻的阻值及两种接法的特点和适用条件确定要选取用的滑动变阻器。
例3用伏安法测某电阻的准确值,已知此电阻值为10Ω,额定功率为0.1W,电源电压为3V,内阻不计,可供选择的滑动变阻器有R1=15Ω,R2=5Ω,则应选用的变阻器是:待测电阻的额定电压U ? PR ? 1V ,在测量过程中,其电压只能在0~1V范围内变化,若采用限流式应选R1 ,电压可调范围为1.2V~3V,如选R2其电压可调范围为 2 V~3 V,都无法调节到所需电压,因此,只能采用分压式,由分压式的适用条件知应选R2。
4、题中无明确要求,也没有间接限制,则用Rx与R比较来确定①若供选择的滑动变阻器的阻值均大于待测电阻的值,则应采用限流式,且要选阻值小的变阻器,这样方便调节。
②若供选择的滑动变阻器的阻值均小于待测电阻的阻值,应采用分压式,且要选阻值最小的变阻器,因为采用分压式时,Rx比R越大,不仅电压变化范围大,而且其变化越接近线性变化。
③若供选择的滑动变阻器的阻值既有大于Rx的也有小于Rx的,则要比较Rx与R的值来确定。
即既可以采用限流式,也可采用分压式时,应采用限流式接法,因为限流式接法容易,且总功耗较小。
3、电压表和电流表的选择。
(一)量程的选择:使用电压表和电流表时,指针偏转到满刻度的一半以上,其读数较准确,因此,在选择电流表量程时,应先估算电路中电流的最大值是否能达到电流表的半满偏刻度以上,同时也要考虑电压表是否也能达到半偏以上,如不能达到半偏以上,则以偏转角大些好。