专题十四 基本知能三 电表的改装（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

基本知能三　电表的改装 [重点强化] 三类常见的电表改装 类型 把电流表改装为电压表 扩大电流表量程 把电流表改装为欧姆表 电路图 原理 U＝Ig(Rg＋R) Ug＝IgRg I＝Ig＋ Ug＝IgRg R内＝R中＝＝R1＋r＋Rg Rx＝－R内 辅助电路 校正电路：改装后的电压表示数偏大(或偏小)，则需增大(或减小)串联的定值电阻R的阻值。 校正电路：改装后的电流表示数偏大(或偏小)，则需减小(或增大)并联的定值电阻R的阻值。 通过选择开关使用不同的电路模式改变倍率。 误差分析 无误差 无误差 电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大 [知能落实] 考查点(一)　电流表的改装 1．(2022·海南高考)同学将一满偏电流Ig＝50 μA的表头G改装成量程为1 mA的电流表并校准。 (1)用图甲所示的电路测量表头G的内阻rg，连接电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R，当电流表A的示数为84 mA时，表头G的示数如图乙所示，该读数为__________μA。 (2)已知电流表A的内阻r＝1.0 Ω，则表头G的内阻rg＝__________Ω。经计算，用一个阻值为R1的电阻与表头G并联，将表头G改装成电流表。 (3)将改装后的电流表与标准电流表串联进行校准。当通过表头G的电流为Ig时，标准电流表的示数为0.76 mA，则改装后的电流表量程实际为__________mA。 (4)如果是因为rg测量不准确导致改装后的电流表量程不是1 mA，为使改装后的电流表量程变为1 mA，只需在R1的两端并联一个阻值R2＝__________R1的电阻即可。 解析：(1)由电表的读数规则可知，表头G的读数为30.0 μA。 (2)电流表的示数I1＝84 mA时，表头G的示数I2＝30.0 μA，由并联分流规律可知＝，代入数据可得rg＝2 800 Ω。 (3)表头示数为Ig＝40 μA时，流过定值电阻R1的电流为760 μA－40 μA＝720 μA，则表头内阻与R1之比为18∶1，当表头指针满偏时，流过R1的电流为18×50 μA＝900 μA，所以改装后的电流表实际量程为50 μA＋900 μA＝950 μA＝0.95 mA。 (4)当表头满偏时，流过R1和R2的总电流为1 000 μA－50 μA＝950 μA，所以表头内阻与R1、R2并联之后的总电阻之比为19∶1，即rg＝，而rg＝18R1，则有18R1＝，解得R2＝18R1。 答案：(1)30.0　(2)2 800　(3)0.95　(4)18 [细节提醒] (1)要注意单位的换算： 1 mA＝10－3A,1 μA＝10－6 A。 (2)改装后电流表的量程等于流过表头G的满偏电流Ig与流过并联电阻的最大电流之和。　　 考查点(二)　电压表的改装 2.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1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的满偏电流为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)在图2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)。 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G2与r3＝200 Ω并联后，新表头的量程为1 mA，内阻为100 Ω，与破损的表头参数相同，故电路如图所示。 答案：(1)1 mA　100 Ω　(2)见解析图 [细节提醒] (1)改装后的电压表的量程等于表头满偏时的电压与串联电阻两端的最大电压之和。 (2)“修复”的含义是“新表头”的电阻、满偏电流与原来的表头相同。　　 考查点(三)　欧姆表的结构与原理 3．(2022·湖南高考)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0m<Rm<Rn)，电流计G的内阻为RG(Rs≪RG)。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题： (1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流计G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接