11.4 （2）电表的改装与读数（课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第十一章：第4节 （2）电表的改装与读数 高中物理必修第三册 制作：陈庆威 新课引入 00. 高中物理选择性必修第一册 图中的仪器是能显示微弱的电流的仪器——灵敏电流计（表头）。可以测量10-7~10-12A的微小电流。 表头有什么特点？它同我们常用的安培表、伏特表有没有关系呢？ 目录 CONTENT 高中物理必修第三册 表头G 改装成电压表 改装成电压表 电表的校对与读数 小量程的电流表（G） 第一部分 表头的结构与原理 01. 高中物理必修第三册 1. 核心部件：永久磁铁和可转动的线圈 2. 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角θ与通过电流表的电流I成正比（后面课程有） 表头的三个参数 02. 高中物理必修第三册 3.作用：测量微小电流和电压。 4.电路图符号： 三个参数 5.三个主要参数 表头内阻Rg :电流计内阻 Rg 满偏电流Ig: 指针偏转到最大值时的电流 Ig 满偏电压Ug ：电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug 三个参数关系： 表头的结构与原理 03. 高中物理必修第三册 一般灵敏电流表（表头）能够测量的电流是微安级或毫安级，表头内阻在几十到几百欧姆之间，满偏电压也为微伏或毫伏级。用表头直接测量较大电压或电流，会把表头烧坏，因此必须进行改装。 利用串联分压原理，给表头串联一个电阻（叫分压电阻），可以改装为大量程电压表； G R 利用并联分流原理，给表头并联一个电阻（叫分流电阻），可以改装为大量程电流表。 G R 怎么改装？ 改装成电压表 第二部分 改装情景1 01. 高中物理必修第三册 【问题】有一个表头的内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0～3V的电压表呢？ 思考1：当被测电压是3V时，表头两端最多加多大电压？ Ig U Ug UR R Rg V U Rv I Ug=IgRg=0.03V 其余电压加在这里 高中物理必修第三册 改装情景2 08. 思考2：串联的电阻上需要分担多少电压？需要多大的电阻分压？ 思考3：改装后的电压表内阻RV是多大？ UR= U–Ug= 2.97V Rv= Rg+R = 3.0×103Ω Ig U UR Ug Rg R 高中物理必修第三册 改装情景3 08. 思考4：改装后的表盘需要做怎样的改变？ （1）在电流计原刻度的基础上乘以（Rg+R）即可； （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可.（量程和精确度） 思考5：若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联多大阻值的电阻？ 0 1 2 3 mA 0 1 2 3 V U Rg R Ug UR Ig G 改装成电流表 第三部分 高中物理必修第三册 改装情景1 01. 【问题】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？ 思考1：当被测电流是0.6A时，流过表头的电流最大为多大？ Ig=1mA 其余电流从哪里流过 IR R=? G Rg Ig A I RA I 思考2：并联的电阻上需要分担多少电流？ IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A 高中物理必修第三册 改装情景2 02. 思考3：需要多大的分流电阻？ 思考4：改装后的安培表内阻RA是多大？ 0.050Ω IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A IR R=? G Rg Ig A I RA I 0.050Ω 高中物理必修第三册 改装情景3 03. （1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+ ）即可 （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可。 （量程和精确度） 0 0.2 0.4 0.6 A 0 1 2 3 mA 问题6：若将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联多大阻值的电阻？ 问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？ 两种改装的对比 04. 高中物理必修第三册 改装电压表 改装电流表 电路 R的作用 R的计算 电表的总电阻 分压 分流 n为改后的倍数 电表的校对与读数 第四部分 电表的校对 01. 高中物理必修第三册 校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值． 改变变阻器R的滑片位置， 使V 的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核对改装电压表的示数是否正确，若改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差 电表的读数类型1 02. 高中物理必修第三册 　 读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. 具体估读方法如下： 1.量程为3 V和3 A的电压表和电流表，其最小分度为0.1 V和0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一.因此最后读数如果以V (A)为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3… 2.39V 0.72A 高中物理必修第三册 电表的读数类型2 03. 2.量程为0.6 A的电流表，其最小分度为0.02 A, 读数要估读到最小分度的二分之一.因此最后读数如果以A为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3… 0.15A 高中物理必修第三册 电表的读数类型3 04. 3.量程为15 V的电压表，其最小分度为 0.5 V, 读数要估读到最小分度的五分之一.因此最后读数如果以V为单位，小数点后面只有一位，尾数可能为0、1、2、3… 10.5V 0 5 10 15 V 总结提升 第五部分 课堂小结 高中物理必修第三册 电表的读数 改装成电压表 改装成电流表 1分度 估读到下一位 2分度 估读到本位 5分度 估读到本位 电表的校对 例题1 例题精选 01. 【参考答案】C 高中物理必修第三册 用小量程表头G改装成双量程的某种电表，电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小，接A、C两个端点时读数均准确，以上信息可知（　　） A．接A、B两个端点时，是量程较大电压表 B．接A、C两个端点时，是量程较大电流表 C．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，在上串联一个小电阻 D．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，电阻无需改变 解析 例题解析 02. 高中物理必修第三册 AB．接A、B两个端点时，串联的阻值较小，分压较小，是量程较小的电压表；接A、C两个端点时，分压较大，是量程较大的电压表，AB错误； CD．接A、B两端时读数总是略偏小，说明偏大导致分压偏大，需在上并联一个大电阻，使并联后阻值减小；由于总阻值减小，则需在上串联一个小电阻，使A、C两个端点时读数准确，C正确，D错误。故选C。 例题2 例题精选 03. 【参考答案】B 高中物理必修第三册 一小量程电流表G，满偏电流为500μA，内阻为100Ω。将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表，电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．开关接b时电流表量程较大 B．与串联后的总电阻等于100Ω C．用量程0~1mA改装表测出的电流为0.5mA时，流过G表的电流为200μA D．将图中与的位置互换，两量程都会发生变化 解析 例题解析 04. 高中物理必修第三册 AB．开关S接b时，改装成的量程为开关S接a时，改装成的量程为则有可知开关S接b时的量程为0~1mA，则有故A错误，B正确；C．用量程0~1mA改装表测出的电流为0.5mA时，则有可得流过G表的电流为，故C错误；D．将图中与的位置互换时接a的电流表的量程会发生变化，接b的电流表的量程不会发生变化，故D错误。故选B。 例题3 例题精选 05. 高中物理必修第三册 某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。改装后利用一标准毫安表进行校准（如图1，虚线框内是改装后的电表）。当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图2，产生上述问题的原因可能是 A．微安表串联电阻偏大 B．微安表串联电阻偏小 C．微安表并联电阻偏大 D．微安表并联电阻偏小 【参考答案】D 解析 例题解析 06. 高中物理必修第三册 微安表改装为量程为20 mA的电流表要并联分流电阻，由图可知微安表读数为160μA，即改装后的电流表读数应该为 而标准表读数为16.0mA，则改装后的量程偏大，可能的原因是，原微安表内阻测量值偏小或者因为定值电阻R的计算有误，实际并联的电阻R阻值偏小，分流过大。故选D。 例题4 例题精选 07. 【参考答案】B 高中物理必修第三册 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（　　） A．电流表的偏转角小于电流表的偏转角 B．电流表的读数大于电流表的读数 C．电压表的偏转角大于电压表的偏转角 D．电压表的读数小于电压表的读数 解析 例题解析 08. 高中物理必修第三册 AB．两个电流表、是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成，因两电流表并联，可知通过两表头的电流相等，则电流表的偏转角等于电流表的偏转角，因电流表的量程大于的量程，可知电流表的读数大于电流表的读数，选项A错误，B正确； CD．两个电压表、是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的，两电压表串联，可知通过表头的电流相等，则电压表的偏转角等于电压表的偏转角，因电压表的量程大的量程，则电压表的读数大于电压表的读数，选项CD错误。故选B。 例题5 例题精选 09. 【参考答案】 2.16 10.8 0.80 0.16 高中物理必修第三册 正确读出图中各电表的读数： ①如图g，接0~3V量程时读数为 V；接0~15V量程时读数为 V。 ②如图h，接0~3A量程时读数为 A；接0~0.6A量程时读数为 A。 THANKS $$