高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 多用电表电路分析与设计学案 沪科版选修.doc

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1、学案4　多用电表电路分析与设计[学习目标定位]1.掌握将小量程电流表改装成大量程电压表的原理，并进行有关计算.2.掌握将小量程电流表改装成大量程电流表的原理，并进行有关计算．一、多用电表测电压电路1．多用电表的表头是一个小量程的电流表，表头的内阻Rg为几百欧到几千欧，它的满偏电流Ig(指针偏转到最大刻度时的电流)为几微安到几十微安．当表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫做满偏电压Ug.由欧姆定律可知，它的满偏电压仅为几毫伏到几十毫伏．2．利用串联电路的分压原理，将电流表串联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电压表，若改装后的量程为U，则分压电阻R＝－Rg.二、多用电表测电流电路利

2、用并联电路的分流原理，将电流表并联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电流表，若改装后的量程为I，则分流电阻R＝.一、多用电表测电压电路[问题设计]有一个满偏电流Ig＝50μA，内阻Rg＝1000Ω的电流表，现在想把它改装成量程为0～5V的电压表，应如何做？答案　将表头串联一个电阻R，当电流表满偏时，使串联电阻R和Rg两端总电压达到5V，如图所示由Ug＝IgRg得Ug＝50mV再由Ig(Rg＋R)＝U可得：R＝·Rg＝(－1)Rg＝(100－1)Rg＝9.9×104Ω.[要点提炼]1．要想把满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为U的电压表，需将表头串联一个分压电阻，如图1所示

3、．图1则U＝IgRg＋IgRx所以Rx＝.改装后的电压表内阻为RV＝Rg＋Rx.2．要改装成双量程电压表，其表头需串联两个电阻，如图2所示．图2二、多用电表测电流电路[问题设计]有一个满偏电流Ig＝50μA、内阻Rg＝1000Ω的电流表，现在想把它改装成一个量程为0～3A的电流表，应如何做？答案　利用并联电阻的分流作用，可并联一个分流电阻R，使当表头满偏时，通过表头和R的总电流为3A.如图所示，根据IgRg＝IR·R，IR＝I－Ig得R＝＝Ω≈0.0167Ω[要点提炼]1．小量程电流表改装成大量程电流表需并联一个分流电阻．2．满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为I的电流表的电路如图

4、3所示．图3则有：IgRg＝(I－Ig)RxRx＝改装后的电流表内阻为RA＝.3．双量程电流表的电路中需接两个电阻，电路结构如图4所示．图4三、伏安法测电阻[问题设计]电压表、电流表都是由小量程的电流表改装而成，电压表的内阻不是无穷大，电流表的内阻不是零，用伏安法测量电阻R时，电表的内阻对测量结果是否有影响？答案　有影响．[要点提炼]1．电流表外接法：如图5甲所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝可知，R测

5、U的测量值偏大．由R＝得R测>R真(填“＞”、“＜”或“＝”)，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小．因此这种接法适用于测量大(填“大”或“小”)电阻．一、电压表的改装例1　有一个电流计G，内电阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.(1)要把它改装成量程为3V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？(2)若要把它改装成量程为15V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后的电压表的内阻是多大？解析　(1)表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03V分压电阻R1两端的电压UR1＝U1－Ug＝2.97V串联电阻的阻值为R1＝＝990Ω改装后的内阻为RV1＝＝Ω＝1000Ω.(

6、2)分压电阻R2两端的电压UR2＝U2－Ug＝14.97V.串联电阻的阻值R2＝＝Ω＝4990Ω改装后的内阻RV2＝＝Ω＝5000Ω.答案　(1)990Ω　1000Ω　(2)4990Ω　5000Ω二、电压表的改装例2　一个电流表的电阻RA为0.18Ω，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度．现将其最大量程扩大为100A，需________联一个________Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示______A；新的电流表的内阻为________Ω.解析　扩大电流表的量程，需要并联一个分流电阻，电路如图．分流电阻为R＝＝0.02Ω，扩大后每个刻度表示电流值为：I0＝A＝1A，扩大后电流表的内阻为

7、R与RA的并联电阻：R内＝＝0.018Ω.答案　并　0.02　1　0.018三、伏安法测电阻例3　用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图6所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60mA，电压表示数为2.50V；按照(b)图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果，正确的是(　　)图6A．电阻的真实值更接近543Ω，且大于543ΩB．