2008高考物理专题复习 电压表和电流表的电路结构、改装原理及内阻对电路测量的影响.doc

2008高考物理专题复习 电压表和电流表的电路结构、改装原理及内阻对电路测量的影响 考纲要求 把电流表改装成电压表和安培表 一、关于电流表（表头） 主要部件：永磁体、由极细的导线绕制的多匝线圈、反力矩弹簧、指针等组成。 特点：灵敏度高，能测出很小的电流 三个主要参数：内阻，即电流表的电阻；满偏电流，即电流表允许通过的最大电流；满偏电压，即电流表两端允许所加的最大电压。三者关系： 二、电压表 欲将满偏电流为、内阻为的电流表表头改装成量程为U的电压表，可以利用电阻的分压作用在电路中窜入一个电阻R（如图8-2-1），由串联电路的特点可知： 令：为电压表量程扩大倍数，则 可得电压表的总内阻为 三、电流表 欲将量程为的电流表表头改装成量程为I的电流表A，可以利用电阻的分流作用在电路中并联一个电阻r（如图8-2-2），由并联电路的特点可知： 整理得： 令为电流表量程扩大倍数，则： 可得电流表的总内阻为r与Rg的并联值， 易得： 典例透析： 例1．有一个灵敏电流计G，内阻 =10Ω，满偏电流 =3mA．把它改装成量程为3V的电压表，要串联一个多大的电阻=？改装后的电压表内阻多大？ 解析：由= 得：R=（n-1）Rg=990Ω 故：RV=nRg=100×10=1000Ω 回顾与拓展:一般而言，电压表的改装问题的解决都是在弄清电压表内部结构的前提下，利用改装公式R=（n-1）Rg，把已知量代入求解。通过本例可知，电压表在一般电路中电阻不是无穷大，它应该是一个“能读出本身电压值的大电阻”。 例2.某电流表串联一个9.5kΩ的电阻后，可测量的最大电压是10V．如果给它串联一个49.5kΩ的电阻，可测量的最大电压是50V．求电流表的内阻Rg和满偏电流Ig． 解：画图示意．通过表头的满偏电流Ig是不变的．所以U1=Ig（Rg+R1）U2=IgR(g+R2） 把已知R1=9.5×103Ω，U1=10V，R2=49.5×103Ω，U2=50V，由此得 =500Ω=0.5kΩ．如果给电压表串联一个阻值等于电压表内阻的电阻，它的量程变为多少？它的刻度盘数字（图2-4甲）应怎么改？如果给电流表并联一个阻值等于电流表内阻的电阻，它的量程变为多少？它的刻度盘数字（图2-4乙）应怎么改？电压表串联了阻值等于其内阻的电阻以后，将扩大一倍量程将扩大一倍，即扩大到二倍．刻度盘数字应把3V改成6V；2V改成4V；1V改成2V． 电流表并联了阻值等于其内阻的电阻后，将量程也将扩大到二倍．应把刻度盘上的数字3A改为6A；2A改为4A；1A改为2A． =21.1Ω，而毫安表的内阻为 ＝２０Ω。毫安表的满偏电压为： ＵＡ＝ＩＡＲＡ＝0.04V 接下来我们可求出Ｒ２的阻值，对伏特表而言， N=2.5V/0.04V=62.46 故：RV=（N-1）RA=1229Ω 回顾与拓展:在电表的改装过程中，关键的还是要在了解电表结构的基础上正确应用电表改装的两个基本公式，本题中的“毫安表”相对伏特表而言它也只是个“表头”。或许有时一只小量程的伏特表也可能是某一只更大量程的伏特表的“表头”，解题时应引起重视。 触类旁通： 在图8-2-6所示中，R1、R2是两个定值电阻，R1的阻值很小，而R2的阻值很大，G是一只灵敏电流计，S1、S2是开关，下列判断正确的是： A．只闭合S1时，M、N间是一个电压表 B．S1、S2都闭合时，M、N间是一个电流表 C．只闭合S1时，M、N间是一个电流表 D．S1、S2都断开时，M、N间是一个电流表 解析：电流表改装成电压表时必须串联一个大电阻，而改装成电流表时则必须并联一个小电阻。据此分析本题，只闭合S1时，M、N间既不是电压表也不是电流表，故ＡＣ错，S1、S2都断开时，Ｍ、Ｎ间只串联了Ｒ２，应为电压表，故答案是Ｂ． 例题3．经过精确校准的电压表V1和V2，分别用来测定如图8-2-7所示电路中R两端a、b间的电压，读数依次为12.7V和12.3V， （ ） A．a、b间的实际电压应大于12.7V B．a、b间的实际电压应小于12.3V C．电压表V1的内阻大于V2的内阻 D．电压表V1的内阻小于V2的内阻 　解析：非理想伏特表接入电路后势必对电路产生影响，其结果相当于在被其测量的电阻上并联了一个电阻，使得被测电路的电阻值变小，故R两端的实际电压大于任何电压表并联后测得的电压，故A正确，又：用于测量的电压表内阻越大，对电路的影响就越小，由于12.7V比12.3V更接近于实际电压，可知RV1RV2，即D对。 答案：AD 回顾与拓展:对电路而言，电压表只是一个大电阻，接入电路后对电路的影响有时是决定性的，解题时需要特别引起注意。 触类旁通：如图8-2-8所示，两只电容器串联在电路中，已知C1两端的电压为６Ｖ，C2两端