第66讲 电表的改装-2023届高三物理高考复习101微专题模型精讲精练

第66讲 电表的改装 1．（2022•辽宁）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA，内阻为1.2kΩ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。 （1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0～　1　mA； （2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 　大　（填“大”或“小”）； （3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 　乙　（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。 【解答】解：（1）由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为 此时R1和R2的电流为 所以总电流为 I总＝Im+I＝0.75mA+0.25mA＝1mA 即量程为0～1mA。 （2）当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在A端时大。 （3）图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。 故答案为：（1）1；（2）大；（3）乙 一.知识回顾 1．串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 连接 形式 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 电压 分配 ＝， ＝ — 电流 分配 — ＝， ＝ 功率 分配 ＝， ＝ ＝ ＝ 2．电流表、电压表的改装 (1)小量程电流表(表头) ①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。 ②三个参数：满偏电流Ig，表头电阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg。 (2)电压表、电流表的改装 电流表、电压表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的。它们的改装原理见下表： 改装成电压表 改装成大量程电流表 原理 串联较大电阻分压 并联较小电阻分流 改装 原理图 分压电 阻或分 流电阻 U＝Ig(Rg＋R) 所以R＝－Rg ＝(n－1)Rg n＝ IgRg＝(I－Ig)·R 所以R＝＝ n＝ 改装后电 表内阻 RV＝Rg＋R＝nRg>Rg (n为量程扩大倍数) RA＝＝<Rg (n为量程扩大倍数) 二.例题精析 题型一：扩大电压量程 例1．如图所示，是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V．当使用a、c两个端点时，量程为0～100V．已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，则R1和R2的阻值分别是（　　） A．9.5×103Ω，9.0×104Ω B．9×104Ω，9.5×103Ω C．8.5×103Ω，9.0×103Ω D．9.5×103Ω，9.0×103Ω 【解答】解：接a、b时，为串联的R1，则有： R1Rg500＝9500Ω＝9.5×103Ω； 接a、c时，为串联的R1和R2，则有有： R2Rg﹣R1500﹣9500＝90000Ω＝9.0×104Ω。 故A正确，BCD错误。 故选：A。 题型二：扩大电流量程与检测 例2．某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，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，将图（b）中的实物连线。 （2）当标准毫安表的示数为16.0mA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　C　。（填正确答案标号） A.18mA B.21mA C.25mA D.28mA （3）产生上述问题的原因可能是　AC　。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω 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＝　　。 【解答】解：（1）微安表与分流电阻并联可以改装成电流表，根据图（a）所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： （2）微安表量程为