2025年中考物理一轮复习 第九讲 电表的改装

第九讲 电表的改装 思 维 导 图 知 识 梳 理 一、改装原理 若用一个盒子将灯泡L(1 A 10 V)与Rₓ装起来, 5Ω，仅留灯泡的玻璃罩露在外面⇒新的灯泡L' 新的灯泡 L'规格： 新的灯泡L"规格： 归纳：串联电阻可分压，扩大原用电器能承受的电压；并联电阻可分流，扩大原用电器能承受的电流 A.设计改装电流计 要求：现有一只电流计，电路电流I=1A，怎样才能把电流计G放进电路使用测量? 电流计：测量电流的仪器(区别电流表：一般量程较 小) 如：量程为100μA，说明最大允许通入电流100μA. 原理：只要有电流 I 流入，指针就偏转，I越大，指针偏转角度θ越大，θ∝I，若通入100μA，指针偏转到最右端,所以 100μA 也叫满偏电流 I₈. 内阻：通常认为电流计无内阻，事实上有内阻 Rg，很小(设 满偏电压 无论 Ig、 Ug都很小. 1)思考如何用上述电流计按要求实现测量，并设计出电路图(提示：直接放入，I太大，电流计会烧坏，则分流) 模仿灯泡改装，也将电流计和电阻装在暗箱中，如图： 新的电流表量程：0~1A(量程扩大) 我们发现只要并联一个电阻分流，新的电流表就制成了. 若电路电流1A，电表应该显示示数多少，实际通过电表中的电流多少? (即表头的制作) 思考可得：电表内真实通过的电流仍然是100μA； 指针偏转角度正比于实际通入电流，偏转到最大位置； 指针对应的示数改变了，即新表只是将表头刻度改变 B.电流计改装成电压表 1)就电流计本身能否体现电压? 如图电流计接入电路，若满偏说明 若半偏说明 据U=IR 可得，电流计能体现0~ Ug电压值 2)电流计体现的最大电压值有限，怎样扩大其量程(设扩大到1V)? 思路：串联电阻实现分压 精 讲 精 练 一、电表的改装 【例题1】现有两个相同的电流计G改装成的Ⓐ(0~1A)、Ⓐ)(0~3A) 若两电表串联使用，两表示数相同吗? 指针偏角相同吗? 若两电表并联使用，两表示数相同吗? 指针偏角相同吗? 【例题2】实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻.如图，虚线框内是欧姆表的简化结构图，它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成.某欧姆表的刻度值是按电源电动势为1.5V来刻度的，电流表的满偏电流为10 mA，使用一段时间后，发现电动势已降为1.2V，此时重新调零后，用该欧姆表测得某电阻值为350 Ω，则此电阻的实际值为 ( ) A.350 Ω B.250 Ω C.280 Ω D.400 Ω 【例题3】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表((V)(量程3 V,内阻约为 3 000 Ω),电阻箱R₀(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器 R₁(最大阻值 100 Ω,额定电流2 A),电源 E(电动势6 V,内阻不计)，开关两个，导线若干. (1)如图，虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整. (2)根据设计的电路，写出实验步骤： (3)将这种方法测出的电压表内阻记为R'v，与电压表内阻的真实值 Rv相比,R'v Rv(选填“>”“=”或“<”),主要理由是 【变式训练1】某同学参加了一物理兴趣小组，想通过实验测量一个待测电阻Rₓ的阻值，实验室内除待测电阻外还有如下器材： A.电阻箱 R₁、R₂、R₃、R₄ B.滑动变阻器R₀ C.灵敏电流计G D.不计内阻的恒定电源E E.开关、导线若干 (1)指导教师先让该同学对如图甲所示电路进行分析,调节四个电阻箱 R₁、R₂、R₃、R₄的阻值,当a、b之间的电流表G无示数时(此时也称为“电桥平衡”)，则a、b两点间的电势差 (选填“为零”或“不为零”)，4个电阻之间的关系是： (用R₁、R₂、R₃、R₄表示). (2)该同学还受此启发很快设计了如图乙所示电路，并按照以下步骤就测出了 Rx： A.按图乙接好电路，调节 ，P为滑动变阻器的滑片，当G 表示数为零时，读出此时电阻箱阻值R₁; B.将Rₓ与电阻箱R互换位置，并且控制 不动，再次调节 ，直至电桥再次平衡时，读出此时电阻箱阻值R₂； C. 由以上数 据即可得 Rₓ的阻值，其大小为 【变式训练2】现有两个相同的电流计G改装成的V₁(0~1V)、V₂(0~3V) 若两电压表串联使用，两表示数相同吗? 指针偏角相同吗? 若两电表并联使用，两表示数相同吗? 指针偏角相同吗? 【变式训练3】实验室里可用欧姆表来直接测量电阻.如图虚线框内是欧姆表的简化结构，它主要由灵敏电流表、电源、变阻器等组成.在a、b间接入一个电阻R，电路中就有一个对应电流 I，即电阻R 与电流表的读数I有一一对应关系.所以，由电流表的指针位置可以知道电阻R 大小.为了方便，事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值.欧姆表在测量电阻前都需要调零，即把a、b两接线柱短接，调节变阻器的滑片位置，使电流表满偏(指在最大刻度处).若某欧姆表的刻度值是按电源电压为2 V 来刻度的，满偏电流为10mA.在使用一段时间后，发现电源电压降为1.5 V，用这个欧姆表测得某电阻为400Ω，则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻) ( ) A.340Ω B.300Ω C.280Ω D.250Ω 二、表头改装后的影响变化 【例题1】(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器 R 组成的，下列说法正确的是 ( ) 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增大时量程增大 D.乙表是电压表，R增大时量程减小 【例题2】如图所示，其中电流表 A的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为 30个小格,每一小格表示0.02 A:R₁的阻值等于电流表内阻 ₂;R的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表 A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是 ( ) A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 【变式训练1】一电流表的满刻度电流值 面板如图所示，那么它每一小格所相应的电流是 mA，指针现在的电流示数是 A.如果这个量程为0.6 A的电流表内阻. ，要把这个电流表的量程扩大成3A，那么应该在 Rg上 联一个电阻R₃，R₈的大小应是 Ω；并联Rₛ后，测某一电流，指针仍指到图中所示位置，则该电流是 A，并联Rₓ后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联R₃前的 倍. 【变式训练2】如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻 满刻度电流为 的毫安表，现接成量程分别为10 V 和100 V 的两个量程，则所串联的电阻. 一、电表的改装 【例题1】串联： 两新表都测电路电流示数相同，但实际通过电流计的电流不同，指针偏转不同. 并联： 两新表测不同电路电流示数不同，但实际电流计两端电压相同，通过电流计电流相同，指针偏转相同. 【例题2】C 【解析】电源正常时调零后欧姆表内阻为 此时计数为 350 Ω的电阻对应通过电流表的电流为 即电流表3mA刻度为欧姆表350Ω刻度，所以当电源电动势为1.2V时调零后欧姆表内阻为： 此时3 mA 对应的欧姆表刻度应为Rₓ，则 ,C正确. 【例题3】【解析】(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法.实验电路图如图所示. (2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关 S₁、S₂，调节 R₁，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S₂，调节电阻箱R₀，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此为测得电压表内阻. (3)断开S₂，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R。两端的电压大于电压表的半偏电压，故R'v> Rv(其他合理说法也正确). 【答案】见解析 【变式训练 1】(1)为零R₁R₄=R₂R₃ (2)R P R 【解析】(1)电流表G无示数，说明两点间电势相同，故电势差为零；根据原理可知 R₁、R₃两端的电压相同，根据欧姆定律可得 化简可得. (2)A.由题意可知，该同学采用电桥平衡法进行实验，故应调节R，使G表中电流为零，此时读出R₁，则R₁与Rₓ的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值； B.应控制P不动，使两边电阻的比值不变，互换 Rx与变阻箱R，再次调节R，使电流计读数为零，则也有比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值； C.根据题意有 解得 【变式训练2】改装的新电压表串联时，通过的实际电流相等，所以电流计偏转相同角度，但是电压示数不等.两表并联使用时，电压表示数相同，但是里面的电流计偏转角度不同. 【变式训练3】B 【解析】电源正常时调零后欧姆表内阻为 此时计数为 400 Ω的电阻对应通过电流表的电流为 即电流表 刻度为欧姆表400Ω刻度，所以当电源电动势为 1.5V时调零后欧姆表内阻为r'。 此时 对应的欧姆表刻度应为 Rx,则 B正确. 二、表头改装后的影响变化 【例题1】BC 【解析】由电表的改装原理可知，电流表中应是G与R 并联，改装后加在G两端的最大电压 不变，并联电阻R 越大， 越小,I= 越小，即量程越小，B正确，A错误；对于电压表应是G与R 串联，改装后量程： 可知R越大，量程越大，C正确，D错误. 【例题2】C 【解析】将接线柱1、2接入电路时，R₁的阻值等于电流表内阻 ₂，通过电流表的电流为通R₁ ₂，接线柱1、2间流过的电流为0.6A的3倍每一小格表示0.06 A,选项 A、B错误;将接线柱1、3接入电路时，电流表先与 R₁ 并联，再与R₂ 串联，而串联对电流没影响，故每一小格仍表示0.06 A，故选项C正确，D错误. 【变式训练1】20 0.34 并 15 1.7 5 【解析】电流表量程为 0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A=20mA,电流表示数为:0.34 A;把电流表改装成量程为3A的电流表，要并联一个电阻，并联电阻的阻值： 电流表改装后其量程为3A，由图示电流表可知，其分度值为0.1A，示数为1.7A；电流表改装前分度值是0.02 A，改装后分度值为0.1 A，分度值变为原来的5倍. 【变式训练2】9 500 90 000 【解析】量程10 V 时所串联的电阻 9 500Ω 量程为100V对应的R₂为： 学科网（北京）股份有限公司 $$