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高中物理电学实验提高(谈电表表内/外接,和电表的改装)

  上一篇:《测绘小灯炮的伏安特性曲线和金属丝的电阻率(电阻)》同学们说很好,以前一直搞不清的选实验仪器终于搞明白了,分压式接发和限流式接法也弄清了,电流表内外接也解决了,直呼太过隐。不过同学们都忽略了一点,我上一篇在讲的时候有一个前提是:电流表和电压表的内阻是未明确知道的情况下成立的。即是题目中,没有说或者只是说电流表、电压表内阻约为多少。
  如果题目中这些电表有明确的电阻,那又另当别论了,于是有了今天这篇。
  1、首先:如果电表有明确的内阻,那电流表的内/外接的意义就失去了。电流表内接,目的就是消除电压表分流的影响,电流表外接就是想消除电流表分压的影响。因为不明确他们内阻的大小,所以用内/外接尽量减少对实验结果的系统误差。如果电表有明确的内阻,那他们对测量结果的影响是可以通过计算来消除的。这种情况下,大多要选择电流表内接。把电路图画出来就可以知道这样做的好处了。
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  2、电表的改装(关于定值电阻R0的使用)
当实验器材中出现一个定值电阻R0你首选想起的是什么?你也思考一下吧。
  (1)保护电路。大多时候是保护电流表和电源。所以有时候保护电阻是放在干路,也有的时候是放在支路,具体要看实际情况,虽然大多数时候都是放在干路的。
  (2)电表的改装:电流表与阻值大的定值电阻串联就可以改装成电压表,电流表与阻值小的定值电阻并联,就可以改装成更大量程的电流表。电压表与阻值大定值电阻串联,也可以改装成量程更大的电压表。让改装变得有考试意义,就需要知道参与改装的表的内阻是已知的。其实如若电表的电阻是明确的,电流表可以当电压表用,电压表也可以当电流表用。所以看题的时候,表的内阻是约为多少还是为多少就很关键。
  下面,结合实际的例子来说说吧:
  例1、现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据。现进行如下实验操作:
  (1)选取多用电表的直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池的正、负两极,指针偏转情况如图,由此可知其电动势约为_________V。是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻,答:__________(选填“可以”或“不可以”)
  (2)现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:
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①该实验中电压表应选________,定值电阻应选_________(均选填选项前的字母序号)
②在方框中画出实验电路图,并将实物连线图补充完整。
③若将滑动变阻器打到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式为___ ___。

  分析:看在这里电表的内阻都是明确的,计算一下电路中出现的最小电流大概是0.2多,所以用这个电流表够用。电压表是3V和30V的,无论用哪一个都不好用,所以要改,用3V的加定值电阻改成更大量程的。

答案:2222

  题后变形:如果我把电流表电阻里的约字去掉。你又会设计出一个怎样的实验方案呢?和答案还一样吗?做好方案,画好图,截图。上www.malawuli.com 扫微信码给黄老师说说吧。

例2、(2015全国卷新课标1)23.(9分)
图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
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  (1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为lmA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA。由题给条件和数据,可以求出R1 = ______Ω,R2 = ______Ω。
(2)现用一量程为3mA、内阻为l50Ω的标准电流表④对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为________Ω的电阻,R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的
R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱______(填“b”或“c”)相连。判断依据是:________________________。

  答案:23.(9分) (1)15 35 (2)300 3000 (3) c
闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2

  例3、(2014全国新课标1)23.[2014•新课标全国卷Ⅰ] 利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9 Ω),电阻R0(阻值为3.0 Ω),电阻R1(阻值为3.0 Ω),电流表A(量程为200 mA,内阻为RA=6.0 Ω),开关S.

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实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R;
③以1/I为纵坐标,R为横坐标,作1/I- ­R图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则1/I与R的关系式为________.
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0 Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表.答:①________,②________.
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(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率
k=________5555

截距b=________6666.
(4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.
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麻辣高中物理 黄老师

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