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(共18张PPT)
专题十五　电学、光学实验
考向1　电表的改装
研透真题·破题有方
　(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250
μA的微安表改装为量程为20
mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1
200
Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0
mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是　　　。(填正确答案标号)?
A.18
mA　　　　　B.21
mA　　　　　C.25
mA　　　　　D.28
mA
(3)产生上述问题的原因可能是　　　　。(填正确答案标号)?
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1
200
Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1
200
Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=　　　　。?
【解析】(1)电流表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如图所示:
(2)由标准毫安表的示数与微安表的指针位置可知,改装后的电流表量程被扩大
的倍数n=
=100倍,则当微安表表盘达到满偏时,改装的电表量程
为:250×10-3
mA×100=25
mA,故选项C正确。
(3)根据IgRg=(I-Ig)R,可得:I=
Ig,改装后的量程偏大的原因可能是原微
安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻Rg真实值大于1
200
Ω,故选项A正确,B错
误;改装后的量程偏大的原因还可能是定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际
接入定值电阻R阻值偏小,故选项C正确,D错误。
(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25
mA,故满足IgRg=(25-Ig)R;要想
达到预期目的,即将微安表改装为量程为20
mA的电流表,应满足IgRg=(20-Ig)kR,
其中Ig=250
μA=0.25
mA,联立解得:k=
。
答案:(1)见解析图　(2)C　(3)A、C
(4)
【真题解码】
(1)审题破题眼:
(2)命题陷阱点:
陷阱1:不能准确找出示数和量程的关系
电路中的实际电流跟流过表头的电流一一对应。表头满偏对应的实际电流就是改装后的量程。
陷阱2:对改装原理理解不透导致误差分析错误
电流表改装原理是并联分流。改装后的量程越大,需要并联的电阻越小。
必备知能·融会贯通
【核心必备】测量型实验的处理方法
1.内阻已知的电压表相当于小量程的电流表;
2.内阻已知的电流表相当于小量程的电压表;
3.灵敏电流计串大电阻改装成电压表;
4.灵敏电流计并小电阻改装成电流表;
5.电阻箱与电流表串联相当于电压表;
6.电阻箱与电压表并联相当于电流表;
7.内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源。
1.(多用电表原理)某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图所示。微安表
是
欧姆表表头,其满偏电流Ig=500
μA,内阻Rg=950
Ω。电源电动势E=1.5
V,内阻
r=1
Ω。电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0～9
999
Ω。
多维猜押·制霸考场
(1)图中的a端应与　　　　　(填“红”或“黑”)表笔连接。?
(2)某同学将图中的a、b端短接,为使微安表
满偏,则应调节R1=　　　　　Ω;
然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表
半偏,则接入的电阻阻值为
Rx=　　　　　Ω。?
(3)如图甲所示,该同学将微安表
与电阻箱R2并联,利用该电路图组装一个
“×100”倍率的欧姆表,要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示,其中央刻度
标“15”,则该同学应调节R2=　　　　　Ω;用此欧姆表测量一个阻值约
2
000
Ω的电阻,测量前应调节R1=　　　　　Ω。?
1.【解析】(1)根据多用电表的流向和偏转规律可知电流从红表笔进黑表笔出向
右偏,则a端接红表笔。
(2)欧姆调零时根据闭合电路欧姆定律Ig=
,解得:R1=
-(Rg+r)=
2
049
Ω;当接入Rx后,电流为满偏的一半,则
可得
Rx=Rg+R1+r=3
000
Ω。
(3)因欧姆表的中央刻度为15,倍率为“×100”,则欧姆表的内阻RΩ=15×100Ω
=1
500
Ω,故调零时的满偏电流为I=
=1×10-3
A,表头和R2并联改装为电流
表,由并联分流电压相等得IgRg=(I-Ig)R2,解得R2=950
Ω;改装后的欧姆表需要
进行欧姆调零,则RΩ=1
500
Ω=
+R1+r,解得:R1=1
024
Ω。
答案:(1)红　(2)2
049　3
000
(3)950　1
024
2.(电表改装)实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3
V和15
V,其内部电路如图所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9
kΩ,R2=14.9
kΩ。现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1
mA,内阻为50
Ω;表头G2的满偏电流0.5
mA,内阻为200
Ω,又有三个精密定值电阻r1=100
Ω,r2=150
Ω,r3=200
Ω。若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:
(1)原表头G的满偏电流Ig=　　　　　　　,内阻Rg=　　　　　。?
(2)在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)。
2.【解析】(1)接R1时量程为U1=3
V,
则U1=Ig(Rg+R1)
接R2时量程为U2=15
V,则U2=Ig(Rg+R2)
解得:Ig=1
mA,Rg=100
Ω
(2)满偏电流为0.5
mA的表头与r3=200
Ω并联后,新量程为1
mA,新内阻为100
Ω,与破损的表头参数相同,故电路为
答案:(1)1
mA　100
Ω　(2)见解析图专题十五　电学、光学实验
考向1　电表的改装
　(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250
μA的微安表改装为量程为20
mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1
200
Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0
mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是　　　。(填正确答案标号)?
A.18
mA　　　　　B.21
mA　　　　　C.25
mA　　　　　D.28
mA
(3)产生上述问题的原因可能是　　　　。(填正确答案标号)?
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1
200
Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1
200
Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=　　　　。?
(1)审题破题眼:
(2)命题陷阱点:
陷阱1:不能准确找出示数和量程的关系
电路中的实际电流跟流过表头的电流一一对应。表头满偏对应的实际电流就是改装后的量程。
陷阱2:对改装原理理解不透导致误差分析错误
电流表改装原理是并联分流。改装后的量程越大,需要并联的电阻越小。
测量型实验的处理方法
1.内阻已知的电压表相当于小量程的电流表;
2.内阻已知的电流表相当于小量程的电压表;
3.灵敏电流计串大电阻改装成电压表;
4.灵敏电流计并小电阻改装成电流表;
5.电阻箱与电流表串联相当于电压表;
6.电阻箱与电压表并联相当于电流表;
7.内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源。
1.(多用电表原理)某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图所示。微安表
是欧姆表表头,其满偏电流Ig=500
μA,内阻Rg=950
Ω。电源电动势E=1.5
V,内阻r=1
Ω。电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0～9
999
Ω。
(1)图中的a端应与　　　　　(填“红”或“黑”)表笔连接。?
(2)某同学将图中的a、b端短接,为使微安表
满偏,则应调节R1=　　　　　Ω;然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表
半偏,则接入的电阻阻值为Rx=　　　　　Ω。?
(3)如图甲所示,该同学将微安表
与电阻箱R2并联,利用该电路图组装一个“×100”倍率的欧姆表,要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R2=　　　　　Ω;用此欧姆表测量一个阻值约2
000
Ω的电阻,测量前应调节R1=　　　　　Ω。?
2.(电表改装)实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3
V和15
V,其内部电路如图所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9
kΩ,R2=14.9
kΩ。现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1
mA,内阻为50
Ω;表头G2的满偏电流0.5
mA,内阻为200
Ω,又有三个精密定值电阻r1=100
Ω,r2=150
Ω,r3=200
Ω。若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:
(1)原表头G的满偏电流Ig=　　　　　　　,内阻Rg=　　　　　。?
(2)在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)。
专题十五　电学、光学实验
考向1
///研透真题·破题有方///
　【解析】(1)电流表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如图所示:
(2)由标准毫安表的示数与微安表的指针位置可知,改装后的电流表量程被扩大的倍数n==100倍,则当微安表表盘达到满偏时,改装的电表量程为:250×10-3
mA×100=25
mA,故选项C正确。
(3)根据IgRg=(I-Ig)R,可得:I=Ig,改装后的量程偏大的原因可能是原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻Rg真实值大于1
200
Ω,故选项A正确,B错误;改装后的量程偏大的原因还可能是定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小,故选项C正确,D错误。
(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25
mA,故满足IgRg=(25-Ig)R;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20
mA的电流表,应满足IgRg=(20-Ig)kR,
其中Ig=250
μA=0.25
mA,联立解得:k=。
答案:(1)见解析图　(2)C　(3)A、C
(4)
///多维猜押·制霸考场///
1.【解析】(1)根据多用电表的流向和偏转规律可知电流从红表笔进黑表笔出向右偏,则a端接红表笔。
(2)欧姆调零时根据闭合电路欧姆定律Ig=,解得:R1=-(Rg+r)=2
049
Ω;当接入Rx后,电流为满偏的一半,则=,可得Rx=Rg+R1+r=3
000
Ω。
(3)因欧姆表的中央刻度为15,倍率为“×100”,则欧姆表的内阻RΩ=15×100
Ω=1
500
Ω,故调零时的满偏电流为I==1×10-3
A,表头和R2并联改装为电流表,由并联分流电压相等得IgRg=(I-Ig)R2,解得R2=950
Ω;改装后的欧姆表需要进行欧姆调零,则RΩ=1
500
Ω=+R1+r,解得:R1=1
024
Ω。
答案:(1)红　(2)2
049　3
000
(3)950　1
024
2.【解析】(1)接R1时量程为U1=3
V,
则U1=Ig(Rg+R1)
接R2时量程为U2=15
V,则U2=Ig(Rg+R2)
解得:Ig=1
mA,Rg=100
Ω
(2)满偏电流为0.5
mA的表头与r3=200
Ω并联后,新量程为1
mA,新内阻为100
Ω,与破损的表头参数相同,故电路为
答案:(1)1
mA　100
Ω　(2)见解析图

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