2019高考物理 模型系列之对象模型 专题10 电表模型学案.pdf

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1、专题10电表模型模型界定本模型中涉及电表的结构与工作原理，电表的改装与校正，非理想电表的处理等模型破解1.电流表的关键构造(1)蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地幅向分布的．(2)铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针．2．电流表的工作原理线圈中通有电流时，磁场对电流的安培力使线圈发生转动．由于磁场是均匀幅向分布的，不论通电线自转到什么位置，线圈平面都跟磁图１电流表构造图感线平行，安培力的不随线圈所处的位置书生改变，只与通过的电流成正比．当线圈转动时两弹簧产生阻碍其转动的作用（扭转力矩），此作用的大小与线圈转过的角度（也

2、即指针偏角）成正比，最终指针稳定在两种作用相平衡的位置处，可见指针最终的偏转角度与通过线圈的电流是成正比的．所以通过偏角的值可以反映I值的大小，且电流刻度是均匀的。当取最大值时，通过电流表的电流最大，称为满偏电流Ig，所以使用电流表时应注意不要超过满偏电流Ig．当通过线圈的电流方向不同时，电流所受安培力的方向不同，线圈转图２电流表工作原理图动方向不同，指针偏转方向也不同，故指针的偏转方向可指示电流方向．例１.电流计的主要结构如图甲所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动。铝框上绕有线圈，线圈的两端与接线柱相

3、连。用两根导线分别将两只电流计的“+”、“－”接线柱相连，如图乙所示，拔动一只电流计的指针，另一只电流计的指针也会转动。为了解释上述现象，有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可能正确的是铝框GGNS-+-+甲乙NSNSBANSNSCD３.电表的改装电流计表头一般只能测量μA级电流和mV级电压，若要用它来测量较大的电流和电压，或直接测量其他物理量，就必须用通过改装来扩大其量程或改变测量功能。磁电式系列多量程表都是用这种方法实现的。用于改装的μA表，习惯上称为“表头”。使表针偏转到满刻度所需要的电流I称表头的满偏电流，gI越

4、小，表头的灵敏度就越高。表头内线圈的电阻R称为表头的内阻。指针满偏时表头两端的电压称为满gg偏电压U，三者满足U=IR.gggg（i)改装大量程电流表改装原理并联分流改装方法改装大量程电流表的方法是在表头上并联一个分流电阻R，通过电流表的总电流按Ｒg：Ｒs的反比例s分担，当指针满偏时，超过量程部分的电流从分流电阻R上流过，而表头仍保持原来允许流过的最大电流sI。g改装电路图３中虚线框内由表头和R组成的整体就是改装后的电流表。s图３改装电流表原理图④并联电阻的大小及改装后的内阻IRR设改装后电流表的量程为I，若InI，则需并联的电阻

5、阻值为Rggg，改装后的电流表的内阻gsIIn1gURRR为Rggsg．AInRRsg例２.一块电流表的内阻为12Ω，当通过它的电流为2mA时，指针偏转一个小格。要使偏转一个小格的电流为1A时，正确的做法是A．在表上并一个0.024Ω的电阻B．在表上并一个0.24Ω的电阻C．在表上并一个0.012Ω的电阻D．在表上并一个0.12Ω的电阻【答案】A（ｉｉ）改装电压表改装原理串联分压改装方法改装电压表的方法是在表头上串联一个分压电阻R，电表两端电压按Ｒg：ＲH分担，当指针满偏时，H超出表头量程部分的电压加在分压电阻R上，

6、表头上的电压仍为原来的电压量程IR。Hgg改装电路图４虚线框内由表头和RH组成的整体就是改装后的电压表．图４改装电压表原理图④串联电阻的大小及改装后的内阻U设改装后电压表的量程为Ｕ，若Ｕ＝nIR,则需串联的电阻阻值为RR(n1)R，改装后ggHIgggU电压表的内阻为RnRRR．VIgHgg例３.电流表的内阻是Rg=200Ω，满刻度电流值是Ig=500微安培，现欲把这电流表改装成量程为1．0V的电压表，正确的方法是[]A、应串联一个0．1Ω的电阻；B、应并联一个0．1Ω的电阻；C、应串联一个1800Ω的电阻；D、应并

7、联一个1800Ω的电阻【答案】C模型演练１.图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是[]A、甲表是电流表，R增大时量程增大；B、甲表是电流表，R增大时量程减小；C、乙表是电压表，R增大时量程减小；D、上述说法都不对。【答案】B【解析】：改装电压表是利用串联分压扩大电表能承受的最大电压，改装电流表是利用并联分流来扩大IR通过电表的最大电流，故甲是电流表，乙是电压表．由IIgg可知分流电阻越小，改装后的电流gRs表量程越大，Ａ错误Ｂ正

8、确．由UI(RR)可知分压电阻越大，改装后的电压表量程越大，Ｃ错ggH误．２.如图所示，是一个电流、电压两用电表的内部电路图，电流计G的量程为100A，内阻是1000Ω，RRab两个电阻的阻值分别是1为0.1Ω，2为99kΩ，当