電學(xué)實驗二電表的改裝、半偏法測電阻【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握電流表的三個參數(shù),學(xué)會用“半偏法”測量電流表的內(nèi)阻2、會根據(jù)要求選擇適當(dāng)?shù)姆謮弘娮鑼㈦娏鞅砀难b成電壓表【重、難點】1、將電流表改裝成電壓表;2、半偏法測電阻的誤差分析【知識梳理】一、電表的改裝1.電流表主要參數(shù)電流表的主要參數(shù)有,表頭內(nèi)阻Rg:即電流表線圈的電阻;滿偏電流Ig:即電流表允許通過的最大電流值,此時指針達(dá)到滿偏;滿偏電壓U:即指針滿偏時,加在表頭兩端的電壓,故Ug=IgRg2.電流表改裝成電壓表(1)A改裝方案:電流表改裝為電壓表,根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的原理可知,把電流表串聯(lián)一個電阻R組成電壓表,二者承受的最大電壓(改裝后量程)U=Ig(rg+R),或U=Ug+I(xiàn)gR.其阻值為:R0=。其原理如左下圖所示.3.電壓表改裝成電壓表(1)改裝方案:在電壓表V上串聯(lián)一個大阻值的定值電阻R0,讓其分壓即可起到大電壓表的作用。如左下圖所示,改裝后的電壓表的量程Um=Uv+UvR0/Rv=(R0+Rv)Uv/Rv27
例1、一靈敏電流計,允許通過的最大電流(滿刻度電流)為Ig=100mA,表頭電阻Rg=20Ω,若改裝成量程為U=10V的電壓表,應(yīng)聯(lián)的電阻阻值為Ω。例2、一靈敏電流計,允許通過的最大電流(滿刻度電流)為Ig=200mA,表頭電阻Rg=20Ω,若改裝成量程為Im=1A的電流表,應(yīng)聯(lián)的電阻阻值為Ω。例3、圖(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω,滿偏電流為1mA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3mA;若使用a和c兩個接線柱,電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可求出Ω,Ω。(2)現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為150Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對改裝電表的3mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300Ω和1000Ω;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750Ω和3000Ω。則R0應(yīng)選用阻值為Ω的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為Ω的滑動變阻器。(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的為保護(hù)電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點應(yīng)和接線柱(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是:___________________________________________________________________________________________。27
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例4、(2016年天津卷)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整??晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻等于3kΩ)電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻等于15kΩ)電流表A1(量程0~200mA,內(nèi)阻等于10Ω)電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻等于0.1Ω)滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流2A)滑動變阻器R2(0~1kΩ,額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω)定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ)電源E(E=6V,內(nèi)阻不計)(1)請在虛線框中畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁。(2)該同學(xué)描繪出的I-U圖象應(yīng)是下圖中的。27
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變式1、LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻,已知該燈正常工作時電阻大約為500Ω,電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實驗室提供的器材有:A.電流表A1(量程為0至50mA,內(nèi)阻RA1約為3Ω)B.電流表A2(量程為0至3mA,內(nèi)阻RA2=15Ω)C.定值電阻R1=697ΩD.定值電阻R2=1985ΩE.滑動變阻器R(0至20Ω)一只F.電壓表V(量程為0至12V,內(nèi)阻RV=1kΩ)G.蓄電池E(電動勢為12V,內(nèi)阻很?。〩.開關(guān)S一只(1)如圖所示,請選擇合適的器材,電表1為,電表2為,定值電阻為。(填寫器材前的字母編號)(2)將采用的電路圖補充完整.(3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達(dá)式Rx=(填字母),當(dāng)表達(dá)式中的_____(填字母)達(dá)到________,記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式,其結(jié)果為LED燈正常工作時電阻.27
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二、半偏法測電阻及誤差分析1.用半偏法測電流表的內(nèi)阻Rg應(yīng)用如圖所示電路測量電流表的內(nèi)阻:實驗步驟:(1)先將R調(diào)到最端,閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R使電流表滿偏;(2)使R不變,閉合S2調(diào)節(jié)電阻箱R/使電流表指到滿刻度的一半;(3)此時電阻箱R/的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻Rg.實驗的基本要求:R>>Rg。電流表內(nèi)阻誤差分析該實驗電路圖是并聯(lián)半偏,在半偏法測內(nèi)阻電路中,當(dāng)閉合S2時,引起總電阻減小,總電流增大,大于原電流表的滿偏電流,而此時電流表半偏,所以流經(jīng)R/的電流比電流表電流多,R/的電阻比電流表的電阻小,但我們就把R/的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻,故測得的電流表的內(nèi)阻偏?。ⅲ涸谠撾娐分?,R/只能用電阻箱,而不能用滑動變阻器,其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點就可以了,R一般使用滑動變阻器,也可用電阻箱,但其阻值要求較大,要求R>>Rg,以減小因閉合S2而引起總電流的變化,從而減小誤差.附:若使用電阻箱,電路圖如圖所示27
2.用半偏法測電壓表的內(nèi)阻應(yīng)用如圖所示電路測量電壓表的內(nèi)阻實驗步驟:(1)先將R1調(diào)到最端,閉合S1和S2,調(diào)節(jié)R1使電壓表滿偏;(2)使R1不變,斷開S2調(diào)節(jié)R0使電壓表指到滿刻度的一半;(3)此時電阻箱R0的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻RV。電壓表內(nèi)阻誤差分析:在半偏法測電壓表內(nèi)阻電路中,在斷開S2時,引起總電阻增大,滑動變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓,調(diào)節(jié)R0使電壓表半偏時,R0上的電壓將比電壓表半偏電壓大,故R0的電阻比電壓表的內(nèi)阻大,所以測得電壓表內(nèi)阻偏大.注:在該電路中,R0只能用電阻箱,而不能用滑動變阻器,其阻值只需比電壓表的電阻大一點就可以了,R1一般使用滑動變阻器,其阻值要求較小,以減小因閉合S2而引起總電壓的變化,從而減小誤差。27
思考:如果電路圖改成這樣,能否完成實驗?典例精析考點一 實驗步驟與誤差分析例1、如圖所示是半偏法測定電流表內(nèi)阻rg的電路圖,正確連接實物后,實驗步驟如下:A.閉合開關(guān)S1,調(diào)整R的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度B.?dāng)嚅_S1,記下R′的值C.閉合開關(guān)S2,調(diào)整R和R′的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半D.?dāng)嚅_S1、S2,將R阻值調(diào)到最大上述______項步驟有錯誤,應(yīng)才正確,改正后正確操作步驟的順序編碼為________,只有當(dāng)R′比R________時才可認(rèn)為rg=R′,因為并入R′后電路的總電流會變________,故rg的真實值比R′要稍________。考點二 對實驗原理及實驗方案的選取例2、用半偏法測量電流表內(nèi)阻的電路如圖所示。已知電流表的滿偏電流Ig=100μA。(1)有四位學(xué)生對圖中電源電動勢E及R1、R2的取值提出了下面四個不同的方案,最佳應(yīng)選擇()27
A.E=1V,R1為0~9999.9Ω的電阻箱,R2為0~999.9Ω的電阻箱B.E=1V,R1為0~9999.9Ω的電阻箱,R2為0~9999.9Ω的滑動變阻器C.E=2V,R1為0~999.9Ω的電阻箱,R2為0~9999.9Ω的電阻箱D.E=2V,R1為0~9999.9Ω的電阻箱,R2為0~999.9Ω的電阻箱(2)某同學(xué)在一次實際操作中閉合S1(S2不閉合),調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏,然后保持R1不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2=50Ω時電流表讀數(shù)為25μA,則此電流表的內(nèi)阻為________. A.25ΩB.50ΩC.150ΩD.480Ω(3)用該電流表改裝成一只兩用表(如圖所示),其中AB為改裝后的電流表接線端,已知R1′=0.03Ω。則改裝后的電流表的量程為________A。變式1、為了測量一個量程為3.0V的直流電壓表的內(nèi)阻RV(約為幾千歐),所用的電路如圖甲所示。(1)請將圖乙的器材連成完整的電路;(2)該實驗中需要進(jìn)行的步驟羅列如下,合理的順序是(用步驟前的字母表示);A.閉合開關(guān)SB.將電阻箱R0的阻值調(diào)到零C.調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,使電壓表的示數(shù)為3.0VD.?dāng)嚅_開關(guān)SE.調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表示數(shù)為1.5V,讀出此時電阻箱R0的阻值F.把滑動變阻器的滑片P滑到a端27
(3)若在實驗步驟E中,如圖丙讀出R0的阻值為Ω,則該電壓表的內(nèi)阻RV的測量值為____Ω,由于系統(tǒng)誤差,測量值______(選填“偏大”或“偏小”)。變式2、現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G(表頭),滿偏電流為50μA,內(nèi)阻約為800—850Ω,為把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表??晒┻x擇的器材有:A.滑動變阻器R1,最大阻值20Ω;B.滑動變阻器R2,最大阻值100kΩC.電阻箱R′,最大阻值9999Ω;D.定值電阻R0,阻值1kΩ;E.電池E1,電動勢1.5V;F.電池E2,電動勢3.0V;G.電池E3,電動勢4.5V;(所有電池內(nèi)阻均不計)H.標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿偏電流1.5mA;I.單刀單擲開關(guān)S1和S2,單刀雙擲開關(guān)S3,電阻絲及導(dǎo)線若干.(1)采用如圖甲所示電路測量表頭的內(nèi)阻,為提高測量精確度,選用的滑動變阻器為;選用的電源為。(2)將G改裝成雙量程電流表,現(xiàn)有兩種備選電路示于圖乙和圖丙。其中圖為合理電路。另一電路不合理的理由是:。(3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(僅核對1mA量程),在圖丁虛線方框中畫出所用電路圖。圖中待核對的電流表用符號表示。變式3、將滿偏電流Ig=300μA、內(nèi)阻未知的電流表G改裝成電壓表并進(jìn)行校對.27
(1)利用如圖所示的電路測量電流表G的內(nèi)阻(圖中電源的電動勢E=4V)。先閉合S1,調(diào)節(jié)R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;再閉合S2,保持R不變,調(diào)節(jié)R′,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的,讀出此時R′的阻值為200Ω,則電流表內(nèi)阻的測量值Rg=______Ω。(2)將該表改裝成量程為3V的電壓表,需_______(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為R0=______Ω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,在圖中虛線框中畫出實驗電路圖并連接實物圖.27
變式4、某同學(xué)要將一個電流表改裝為電壓表,他先需要精確測量待改裝電流表的內(nèi)電阻。實驗中備用的器材有:ER1GR2S2S1A.待改裝電流表(量程0~300μA,內(nèi)阻約為100Ω)B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程0~3V)C.電阻箱(阻值范圍0~999.9Ω)D.電阻箱(阻值范圍0~99999.9Ω)E.電源(電動勢4V,有內(nèi)阻)F.電源(電動勢12V,有內(nèi)阻)G.滑動變阻器(阻值范圍0~50Ω,額定電流1.5A)H.開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干(1)如果采用如圖所示的電路測定電流表G的內(nèi)電阻,并且要想得到較高的精確度。那么從以上備用的器材中,可變電阻R1應(yīng)選用,電源E應(yīng)選用。(填選項前的字母符號)(2)如果實驗時要進(jìn)行的步驟有A.閉合S1;B.閉合S2;C.觀察R1的阻值是否最大,如果不是,將R1的阻值調(diào)至最大;27
D.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;E.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;F.記下R2的阻值。進(jìn)行實驗的合理步驟順序是(填字母代號)。(3)如果在步驟F中所得R2的阻值為95.0Ω,要將該電流表G改裝成量程為0~3V的電壓表,則需要與電流表聯(lián)一個阻值為Ω的電阻。(4)在測量電流表內(nèi)阻的過程中,如果該同學(xué)將電阻R2的阻值從300Ω逐漸調(diào)小到0,則電阻R2上消耗的電功率P2隨電阻R2的變化規(guī)律可能是圖中四個圖的。P2R2OP2R2OP2R2OP2R2OABCD【能力展示】1.一毫安表頭滿偏電流為9.90mA,內(nèi)阻約為300Ω。要求將此毫安表頭改裝成量程為1A的電流表,其電路原理如左下圖所示.圖中是量程為2A的標(biāo)準(zhǔn)電流表,R0為電阻箱,R為滑動變阻器,S為開關(guān),E為電源.(1)完善下列實驗步驟:①將圖實物圖按電路原理圖連線;27
②將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至________端(填“a”或“b”),電阻箱R0的阻值調(diào)至零;③閉合開關(guān);④調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭,增大回路中的電流,使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1A;⑤調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值,使毫安表指針接近滿偏,此時標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會________(填“增大”、“減小”或“不變”);⑥多次重復(fù)步驟④⑤,直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為________,同時毫安表指針滿偏.(2)回答下列問題:①在完成全部實驗步驟后,電阻箱的阻值讀數(shù)為3.1Ω,由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為________.②用改裝成的電流表測量某一電路中的電流,電流表指針半偏,此時流過電阻箱的電流為________A.③對于按照以上步驟改裝后的電流表,寫出一個可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素:__________________________________________________________________.2、有一電流表,量程為1mA,內(nèi)阻rg約為100Ω。要求測量其內(nèi)阻??蛇x用的器材有:電阻箱R0,最大阻值為99999.9Ω;滑動變阻器甲,最大阻值為10kΩ;滑動變阻器乙,最大阻值為2kΩ;電源E1,電動勢約為2V,內(nèi)阻不計;電源E2,電動勢約為6V,內(nèi)阻不計;開關(guān)2個,導(dǎo)線若干。27
采用的測量電路圖如圖所示,實驗步驟如下:a.?dāng)嚅_S1和S2,將R調(diào)到最大;b.合上S1,調(diào)節(jié)R使?jié)M偏;c.合上S2,調(diào)節(jié)R1使半偏,此時可認(rèn)為的的內(nèi)阻rg=R1。試問:(1)在上述可供選擇的器材中,可變電阻R1應(yīng)該選 ?。粸榱耸箿y量盡量精確,可變電阻R應(yīng)該選擇 ;電源E應(yīng)該選擇 。(2)認(rèn)為內(nèi)阻rg=R1,此結(jié)果與rg的真實值相比 ?。ㄌ睢捌蟆薄ⅰ捌 ?、“相等”)。3.(2013年新課標(biāo)Ⅱ卷)某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān)?;卮鹣铝袉栴}:(1)根據(jù)圖(a)所示的電路,在圖(b)所示的實物圖上連線。(2)開關(guān)S閉合時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”);開關(guān)S斷開時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)。27
(3)表筆A應(yīng)為________色(填“紅”或“黑”)。(4)定值電阻的阻值R1=______Ω,R2=______Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)4、用半偏法測電流表內(nèi)阻,提供的器材如下:干電池(電動勢E約為1.5V,內(nèi)阻r約為10Ω)待測電流表A(0~50μA,內(nèi)阻RA約為4kΩ)電阻箱R1、R2(均為0~99999.9Ω)電鍵、導(dǎo)線若干。(1)實驗電路如圖所示,有關(guān)實驗操作及測量如下:27
AR1R2SS127
①只閉合S,當(dāng)調(diào)節(jié)R1到26090.0Ω時,電流表A滿偏;②再閉合S1,R2調(diào)為3770.0Ω時,電流表A半偏,由此可得電流表的內(nèi)阻RA的測量值為Ω。(2)半偏法測量電流表內(nèi)阻時,要求R1>>RA(比值R1/RA越大測量誤差越?。?,本實驗中R1雖比RA大,但兩者之比不是很大,因此導(dǎo)致RA的測量誤差較大。具體分析如下:電流表A半偏時的回路總電阻比全偏時的回路總電阻(填“偏大”或“偏小”),導(dǎo)致這時的總電流(選填“變大”或“變小”),半偏時R2RA(填“大于”或“小于”)。(3)為減小RA的測量誤差,可以通過補償回路總電阻的方法,即把半偏時回路的總電阻的變化補回來。具體的數(shù)值可以通過估算得出,實際操作如下:在(1)中粗測出RA后,再把R1先增加到Ω[用第(1)問中的有關(guān)條件求得具體數(shù)值],再調(diào)節(jié)R2使電流表。用這時R2的值表示RA的測量值,如此多次補償即可使誤差盡量得以減小。5、某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示,圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。VGabcMNPSERR1R2R3(1)已知表頭G滿偏電流為100μA,表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構(gòu)成1mA的電流表,然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱,電壓表的量程為1V;若使用a、c兩個接線柱,電壓表的量程為3V.則根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應(yīng)選R1=_______Ω,R2=_______Ω,R3=_______Ω.(2)用量程為3V,內(nèi)阻為2500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表對改裝表3V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)。所用電池的電動勢E為5V;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為50Ω和5kΩ.為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓,圖中R應(yīng)選用最大阻值為______Ω的滑動變阻器。(3)校準(zhǔn)時,在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近_______(填“M”或“N”)端。(4)若由于表頭G27
上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn),造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小,則表頭G內(nèi)阻的真實值_______(填“大于”或“小于”)900Ω.6.某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為2.5V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑動變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ),直流電源E(電動勢3V),開關(guān)1個,導(dǎo)線若干。實驗步驟如下①按電路原理圖(a)連接線路;②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;③調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;④保持滑動變阻器滑片的位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00V,記下電阻箱的阻值?;卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器(填“R1”或“R2”)。(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線。27
圖(b)(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內(nèi)阻為Ω(結(jié)果保留到個位)。(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為(填正確答案標(biāo)號)。A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA27
7、(1)在甲同學(xué)要把一個量程為200μA的直流電流計G,改裝成量度范圍是0~4V的直流電壓表.①她按圖所示電路、用半偏法測定電流計G的內(nèi)電阻rg,其中電阻R0約為1kΩ.為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確,在以下器材中,電源E應(yīng)選用________,電阻器R1應(yīng)選用________,電阻器R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母).A.電源(電動勢1.5V)B.電源(電動勢6V)C.電阻箱(0~999.9Ω)D.滑動變阻器(0~500Ω)E.電位器(一種可變電阻,與滑動變阻器相當(dāng))(0~5.1kΩ)F.電位器(0~51kΩ)②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下,檢查電路連接無誤后,將R2的阻值調(diào)至最大.后續(xù)的實驗操作步驟依次是:________,________,________,________,最后記錄R1的阻值并整理好器材.(請按合理的實驗順序,選填下列步驟前的字母)A.閉合S1B.閉合S2C.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度③如果所得的R1的阻值為300.0Ω,則圖中被測電流計G的內(nèi)阻rg的測量值為________Ω,該測量值________實際值(選填“略大于”“略小于”或“等于”).④給電流計G________聯(lián)(選填“串”或“并”)一個阻值為________kΩ的電阻,就可以將該電流計G改裝為量程4V的電壓表.(2)乙同學(xué)要將另一個電流計G改裝成直流電壓表,但他僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0、一個電池組E、一個滑動變阻器R′和幾個待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻.①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā),先將待改裝的表G直接與一個定值電阻R相連接,組成一個電壓表;然后用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0校準(zhǔn).請你畫完圖方框中的校準(zhǔn)電路圖.②實驗中,當(dāng)定值電阻R選用17.0kΩ時,調(diào)整滑動變阻器R′的阻值,電壓表V0的示數(shù)是4.0V時,表G的指針恰好指到滿量程的五分之二;當(dāng)R選用7.0kΩ時,調(diào)整R′的阻值,電壓表V0的示數(shù)是2.0V時,表G的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定,表G的內(nèi)阻rg是________kΩ,滿偏電流Ig是________mA。若要將表G改裝為量程是15V27
的電壓表,應(yīng)配備一個________kΩ的電阻。電學(xué)實驗二答案例3、(1)15,35(2)300,3000(3)c,閉合開關(guān)時,若電表指針偏轉(zhuǎn),則損壞的電阻是R1;若電表指針不動,則損壞的電阻是R2。例4、①如左下圖②B變式1、(1)F;B;D;(2)見右上圖;(3); I2??;1.5mA二、半偏法測電阻例1、C 只調(diào)整R′的阻值 DACB 小得多 大 大例2、答案:(1)A?。?)C (3)0.5變式1、(1)BFACED或者FBACED(2)如答圖27
(2)(3)2900;2900;偏大變式2、分析與解答:(1)半偏法測電阻時,要求干路幾乎不變才可,為此R>>Rˊ,同時電源電動勢大些為宜,故滑動變阻器應(yīng)選R2,電源選E3。(2)圖乙應(yīng)為合理的電路。若采用圖丙電路,在電路工作的情況下更換量程時,即S3由d換至c的過程中,兩電阻Rd、Rc都未與G并聯(lián),這時G中電流過大而被燒壞。(3)改裝成量程為1mA的電流表時需要的并聯(lián)電阻Rx=Igrg/(Im-Ig)≈43Ω,改裝后的電流表Aˊ的內(nèi)阻rAˊ≈40Ω。因40Ω×1mA=0﹒04V,所以電源選電動勢最小的E1即可。當(dāng)選用了E1=1﹒5V的電源后,必須再串聯(lián)一電阻R0加以保護(hù),才能使其安全工作。變式3、答案:(1)100?。?)串聯(lián) 9900?。?)見解析圖解析:(1)閉合S2后,電流表G與R′并聯(lián),流過電流表的電流為Ig,則流過R′的電流為Ig,由并聯(lián)電路的分流特點知:Rg=R′=100Ω。(2)將該表改裝為量程為3V的電壓表,需串聯(lián)一個分壓電阻R0,則R0==Ω=9900Ω27
(3)變式4、(1)D、F(2)CADBEF(3)串、9905或9905.0(4)D【能力展示】1、(1)①實物圖連線如圖所示②b?、轀p小 ⑥1A(2)①310Ω?、?.495?、劾纾弘娮柘浜突瑒幼冏杵鞯淖柚挡荒苓B續(xù)變化;標(biāo)準(zhǔn)表和毫安表頭的讀數(shù)誤差;電表指針偏轉(zhuǎn)和實際電流的大小不成正比等2、(1)R0 滑動變阻器甲 E2 (2)偏小3、(1) (2)電流 電壓?。?)黑 (4)1.00 8804、(1)3770.0(2)偏小變大小于(3)27975半偏27
5、(1)100?910?2000?(2)50?(3)M?(4)大于6、(1)R1(2)如下圖(3)2520(4)D7、(1)①B C F?、贐 C A E③300.0 略小于 ④串 19.7(2)①如下圖所示②3.0 0.50 27.027