2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案

3.4　多用电表电路分析与设计

 

1．多用电表的表头

2．电路设计

(1)电阻组成：由表头和分压电阻组成．

图3­4­1

(2)分压电阻的确定：根据串联电路的特点

U＝Ug＋UR，即U＝Ig(Rg＋R)可得R＝－Rg.

1．多用电表测电压的电路就是表头和适当的电阻并联．(×)

2．多用电表表头串联的电阻越大，电压表的量程越大．(√)

3．分压电阻的阻值等于电压表的量程与满偏电流的比值．(×)

电流计是根据可动线圈的偏转量来测量微弱电流或电流函数的仪器，如图3­4­2所示．电流计可以用来测电压吗？测量电压时，为什么要进行改装？

图3­4­2

【提示】　若知道了电流计的内阻Rg，由U＝IRg知，其两端电压与电流成正比，故可用来测电压，但量程较小(Ug＝IgRg)，一般不用来测电压．要测较大的电压，必须增大电流计的内阻，所以要给电流计串联分压电阻．

探讨1：多用电表中测电压的电路主要由什么元件组成？

【提示】　由表头和分压电阻组成．

探讨2：如果分压电阻是表头电阻的n倍，则可以将电表测电压的量程扩大到原来的多少倍？

【提示】　扩大到n＋1倍．

1.电路原理

如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图3­4­3所示．

图3­4­3

2．分压电阻的计算

由串联电路的特点U＝IgRg＋IgR

解得：R＝－Rg＝(－1)Rg.

若电压表扩大量程的倍数n＝，则R＝(n－1)Rg.

3．规律总结

电压表的内阻RV＝＝Rg＋R，电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻RV 越大．通常不做特别说明，都认为电压表内阻无穷大．

1．电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把这电流表改装成量程为3.0 V的电压表，正确的方法是(　　)

A．应串联一个1 800 Ω的电阻

B．应并联一个0.1 Ω的电阻

C．应串联一个5 800 Ω的电阻

D．应并联一个1 800 Ω的电阻

【解析】　把电流表改装成3 V的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：R＝－Rg＝ Ω－200 Ω＝5800 Ω.

【答案】　C

2．如图3­4­4所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G的量程为0～100 μA，内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1＝________  Ω，R2＝________ Ω.

图3­4­4

【解析】　

【答案】　4.94×104　1.0×105

3．有一个电流计G，内电阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA.要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？

【解析】　电流计的满偏电压为：