11.4.2 电表的改装　电流表的内接法和外接法 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十一章 电路及其应用 电表的改装 电流表的内接法和外接法 重难点 2 1 重难点 理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并能进行有关计算。 理解电流表的内接法和外接法，并能正确选择接法。 一 电表的改装 1.小量程电流表G(表头)的三个参量 内阻Rg：_____的电阻 满偏电流Ig：指针偏转到_________时，流过表头的电流 满偏电压Ug：表头通过_________时，加在表头两端的 电压Ug＝IgRg 表头 最大刻度 满偏电流 观察与思考 2.电表改装原理 (1)电压表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图甲所示。 串联 大 (2)电流表改装：将表头 一个较 电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图乙所示。 并联 小 某电流表表头的内阻为Rg，满偏电流为Ig。 (1)若上图图甲中改装后的电压表量程为U，则需串联的电阻R为多大？ 改装后的电压表内阻RV为多大？ 答案　由U=Ig(R+Rg)得R=-Rg，RV=R+Rg= 思考与讨论 (2)若上图图乙中改装后的电流表量程为I，则需并联的电阻R为多大？ 改装后的电流表内阻RA为多大？ 答案　由IgRg=(I-Ig)R得R=，RA== 1.有一电流表G，内阻Rg=10 Ω，满偏电流Ig=3 mA。 (1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ 答案　 (1) 990 Ω　1 000 Ω　 (2) 0.05 Ω　0.05 Ω 例题 (1)由题意知电流表G的满偏电压Ug=IgRg=0.03 V 改装成量程为0~3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R两端的电压UR=U-Ug=2.97 V，所以分压电阻R== Ω=990 Ω 改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。 (2)改装成量程为0~0.6 A的电流表，当达到满偏时，通过分流电阻R'的电流IR'=IAm-Ig=0.597 A ，所以分流电阻R'=≈0.05 Ω 改装后电流表的内阻RA==0.05 Ω。 项目 改装成电压表 改装成电流表 内部电路     改装原理 改装后的量程 量程扩大的倍数 串联分压 并联分流 U＝Ig(R＋Rg) I=Ig n＝ n＝ 总结提升 项目 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 接入电阻的阻值 改装后的总内阻 R＝－Rg＝(n－1)Rg R＝＝ RV＝Rg+R＝nRg RA＝＝ (多选)(2024·呼和浩特市高二期末)如图所示，将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表，将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表，要使它们的量程增大，R1、R2应如何变化 √ 针对训练 √ A.R1增大 B.R1减小 C.R2减小 D.R2增大 由题图甲所示可知，电流计与电阻串联，为电压表，R1起分压作用，要使量程增加，需增加R1的分压，即R1需增大，故A正确，B错误； 由题图乙所示可知，电流计与电阻并联，为电流表，R2起分流作用，要使量程增加，需增加R2的分流，即R2需减小，故C正确，D错误。 2. (2024·成都市外国语学校高二月考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA，内阻为10 Ω)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图所示，其中定值电阻R1=6 Ω，R2=4 Ω。 (1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0~　 　mA。  (2)当开关S接B端时，该电流表的量程为0~　　 mA。  0.5 1.25 例题 关于电表改装的四点提醒 1.电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可。 2.无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变。 总结提升 3.由改装后电压表的内阻RV=R串+Rg=nRg (其中n==) 可知，电压表量程越大，其分压电阻R串越大，电压表内阻RV越大。 4.由改装后电流表的内阻RA== (其中n=) 可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小。 二 伏安法测电阻的两种接法 电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” 电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” 外接法 A V R 内接法 A V R 电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差. 电压表相当于能读出加在自身两端电压的一个大电阻； 电流表相当于能读出通过自身电流的一个小电阻。 观察与思考 两种接法的比较   内接法 外接法 电路   误差来源 误差分析 适用情况 电流表的分压作用 电压表的分流作用 R测 = = = Rx+RA>Rx R测 = = < Rx 测大电阻 测小电阻 A.用图甲电路进行测量，测量误差小 B.用图乙电路进行测量，测量误差小 C.若用图甲电路进行测量，测量值比真实值偏大 D.若用图乙电路进行测量，测量值比真实值偏大 3. (多选)(2024·北京市八一学校期中)如图所示，甲、乙为伏安法测量电阻时的两种不同接法。所用的电压表内阻约为5 000 Ω，电流表内阻约为0.5 Ω。现有一阻值约为500 Ω的待测电阻Rx，采用不同电路比较 √ √ 例题 4.如图所示，用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，c端与b端相连时，电流表示数为4.60 mA，电压表示数为2.50 V，c端与a端相连时，电流表示数为5.20 mA，电压表示数为2.30 V，比较这两次结果，下列说法正确的是 A.电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω B.电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω C.电阻的真实值更接近442 Ω，且大于442 Ω D.电阻的真实值更接近442 Ω，且小于442 Ω √ 例题 电流表内、外接的选择方法 方法一　直接比较法 当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。 方法二　公式计算法 当<即Rx>时，用电流表内接法， 当>即Rx<时，用电流表外接法， 当Rx=时，两种接法效果相同。 Rx Rx RA RA RV RV 总结提升 方法三　试触法 适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接a、b两点，观察两电表的示数变化： 若电流表的示数变化明显，即>，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应选用电流表内接法。反之，应选用电流表外接法。 小量程电流表 电流表的内接法和外接法 电表的改装 Ug=IgRg 电压表改装 原理:串联分压 分压电阻：Rg，改装后量程：U=Ig(R+Rg) 外接法 电流表改装 原理:并联分流 分流电阻：，改装后量程：I=Ig 内接法 选择方法 大内偏大 小外偏小 直接比较、公式计算、试触 Keep Thinking! (1)由题图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，再和电流表并联，满偏时电流表两端的电压Um=ImRg=250×10-6×10 V=2.5×10-3 V 此时R1和R2的电流I== A=0.25 mA 所以总电流I总=Im+I=0.5 mA，即量程为0~0.5 mA。 (2)由题图可知当S接B时，电流表和R1串联接入电路， 再和R2并联，R2两端的最大电压为U=Im(Rg+R1)=4×10-3 V 此时总电流为I总=Im+=250×10-6 A+ A=1.25 mA，即量程为0~1.25 mA。 由= Ω=50 Ω<Rx=500 Ω，可知待测电阻Rx的阻值较大，采用电流表的内接法，测量误差小，故A错误，B正确； 若用题图甲电路进行测量，电流表的示数大于Rx的实际电流，测量值偏小；若用题图乙电路进行测量，电压表的示数大于Rx两端实际电压，测量值偏大，故C错误，D正确。 比较两次的电压表读数，可知ΔU=0.20 V，则= =0.08；电流表示数变化ΔI=0.60 mA，则=≈0.13，可见>，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采用内接法，Rx=≈543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B正确。 $$