2021-2022学年高中物理沪科版选修3-1训练：3-4　多用电表电路分析与设计 WORD版含解析.docx

1、课后篇巩固提升A组1.(多选)关于电压表,以下说法中正确的是()A.电压表与电流表有本质的不同B.由于电压表可视为一个电阻,所以对于流经电流表的不同电流,电流表两端有不同的电压值C.把电流表改装成电压表时,电压表量程越大,其内阻越大D.当用电压表测某电路两端的电压时,测量值总是大于真实值解析:电压表是由电流表串联上分压电阻而改装的,通过流经电流表的电流显示电压,选项A错误,选项B正确。改装的电压表量程越大,所串联的分压电阻越大,所以选项C正确。把电压表并联在某电路两端测电压时,由于电压表内阻不是无限大,导致测量值总小于真实值,故选项D错误。答案:BC2.(多选)两个电压表V1和V2是由完全相同

2、的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。为了测量15 V20 V的电压,拟将两电压表串联使用,这种情况下()A.两个电压表的读数相等B.两个电压表的指针偏转角度相等C.两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比解析:改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为R=(n-1)Rg,用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要的分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1R2,当两电压表串联时,根据串联电路中的分压原理,应有U1U2=R1R2,即内阻大的分压大,选项A错误,选项C正确。两表的偏角取决于过表头的

3、电流,将两电压表串联后的原理图如图:可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,选项B正确,选项D错误。答案:BC3.有一个电压表,它的内阻是100 ,量程为0.2 V,现要改装成量程为10 A的电流表,电压表上应()A.并联0.002 的电阻B.并联0.02 的电阻C.并联50 的电阻D.串联4 900 的电阻解析:改装前电压表的满偏电流为Ig=UgRg=0.2100A=210-3A由电流表的改装原理可知需再并联一个电阻Rx=UgI-Ig=0.210-210-30.02。答案:B4.如图所示电路,G是电流表,R1、R2是两个可变电阻,调节可变电阻R1,可以改变电流表G的示数。当

4、M、N间的电压为6 V时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度,将M、N间的电压改为5 V时,若要电流表G的指针仍偏转到最大刻度,下列方法中一定可行的是()A.保持R1不变,增大R2B.增大R1,减小R2C.减小R1,增大R2D.保持R2不变,减小R1解析:若要使G仍指在满偏电流处,当总电压减小时可通过调整R1、R2阻值,使R1两端电压不变,若R1不变,增大R2,则R1电压一定减小,选项A错误;若增大R1,减小R2,可使R1电压保持不变,选项B正确,同理选项C、D错误。答案:B5.把一个小量程的电流表G改装成一个大量程的电流表,需要给它并联一个电阻R,这个电阻称为分流电阻,如果分流电阻的阻值比计算出

5、的阻值偏小,则会造成的影响是()A.没有任何影响B.所测电流偏小C.所测电流偏大D.无法判断解析:分流电阻的阻值偏小,则流过它的电流就会偏大,所以流过电流表G中的电流就会减小,从而造成电流表的读数偏小,故选项B正确。答案:B6.用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法中正确的是()A.图甲中的A1、A2的示数相同B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同解析:由题意知,小量程改装

6、成大量程的一般是并联一个电阻分流。题图甲中两个电流表两端的电压相等,则流过两个表头的电流相等,指针偏转角度相等,但读数不同,选项A错误,选项B正确;题图乙中两个电流表两端的电压不相等,流过两个表头的电流不相等,指针偏转角度不相等,但电流表读数相等,选项C、D错误。答案:B7.有一只量程为1 mA的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2的电阻,则可将它改装成一个量程为1 A的电流表,若要把这个量程为1 mA的电流表改装成一个量程为10 V的电压表,应在电流表上串联一个的电阻。将这个电压表接在某段电路上,指针偏转40格,这段电路两端的电压是V。解析:将电流表并联一个分流电阻R0,可改装成

7、一较大量程的电流表,设量程为I,则I=Ig+IgRgR0故Rg=IR0-IgR0Ig=110-2-10-310-210-3=9.9910将电流表改装成电压表,则需串联一分压电阻,设为R,则U=Ig(Rg+R),R=UIg-Rg=1010-3-10=9990当电压表指针偏转40格时,表明这段电阻两端电压U=45U=8V。答案:9 99088.如图所示,有一个表头G,满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 ,用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表,求R1、R2的阻值各为多大。解析:当公共端与1A端接入电路时,量程为I1=1A,当公共端与10A端接入电路时,量程为I2=10A当公共端与1

8、A端接入被测电路时,电阻R1和R2串联,再与表头内阻Rg并联。由并联电路中的电流分配关系可得R1+R2=IgI1-IgRg代入Ig、I、Rg的数值得R1+R2=200当公共端与10A端接入被测电路时,电阻R2与表头支路的电阻Rg+R1并联。由并联电路的特点可知Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)R2代入Ig、I2、Rg的数值,可得R1+200=19R2由解得R1=180R2=20。答案:180 20 B组1.一个电流表的满偏电压为Ug,内阻为Rg,要把它改装成量程为nUg的电压表,应在电流表上()A.串联一个阻值为nRg的电阻B.并联一个阻值为nRg的电阻C.串联一个阻值为(n-1)Rg的电阻D

9、.并联一个阻值为(n-1)Rg的电阻解析:改装成电压表应串联一个电阻,R串=U-IgRgIg=nUg-UgIg=(n-1)Rg,选项C正确。答案:C2.(多选)把两个相同的小量程电流表改装成量程分别为1 A和500 mA的电流表A1和A2,则()A.若两表串联后接入被测电路中,两表指针的偏角1I2C.若两表并联后接入被测电路中,两表指针的偏角1=2,两表示数I1I2D.若两表并联后接入被测电路中,两表指针的偏角12,两表示数I1I2解析:两电流表串联时,流过每个电流表的电流相同,因此两表示数一定相同。量程大的电流表,指针偏角较小,选项A正确,选项B错误。两电流表并联时,加在每个小量程电流表两端

10、的电压相等。小量程电流表的指针偏转角相等。因为量程是两倍,所以示数也是两倍,即两表示数不等,指针偏角相等,选项C正确,选项D错误。答案:AC3.多用电表直流电流测量电路原理如图所示,电流表的两个量程在图中已标出。设表头的满偏电流Ig=200 A,内阻Rg=100 ,图中R1的阻值应为,R2的阻值应为。解析:通过电流表表头的满偏电流相同,均为Ig=200A接2时,R1、R2串联,表头满偏时,通过R1、R2的电流I1=(110-3-210-4)A=810-4A接1时,R2和Rg串联,表头满偏时,通过R1的电流为I2,I2=(110-2-210-4)A=9.810-3A接2时满偏有IgRg=I1(R

11、1+R2)接1时满偏有Ig(R2+Rg)=I2R1将Ig=210-4A、Rg=100、I1=810-1A、I2=9.810-3A代入得R1=2.5,R2=22.5。答案:2.5 22.5 4.若多用电表直流电流测量电路采用如图所示的电路,表头数据不变,则R1的阻值应为,R2的阻值应为。该电路的缺点是。解析:由并联电路中电流跟电阻成反比,可得R1=IgRgI-Ig=20010-610010-3-210-4=25同理R2=20010-610010-2-210-4=2.04该电路原理虽然可行,但测量时在转换过程中,电流会全部流经电流表,会将表头烧坏。答案:25 2.04 万一接触不良,会将表头烧坏5

12、.一个分压电阻R1串联到电压表上,使电压表的量程扩大为原来的n倍;另一分压电阻R2串联到同一电压表上,使其量程扩大到原来的m倍。如果把这两个电阻并联之后再串联到同一电压表上,此时电压表的量程扩大为原来的几倍?解析:设原电压表的内阻为RV,原来的量程为U,满偏电流为I,则有:U=IRV串联上分压电阻R1时,有I(R1+RV)=nU串联上分压电阻R2时,有I(R2+RV)=mUR1、R2并联之后再串联到电压表上时,设量程扩大为原来的k倍,则有I(R1R2R1+R2+RV)=kU把I=URV代入各式中可得R1=(n-1)RV,R2=(m-1)RVR1R2R1+R2=(k-1)RV联立解得k=mn-1

13、m+n-2。答案:mn-1m+n-2教学建议关于“多用电表电路分析与设计”的教学,教师首先要让学生了解多用电表内部的表头是一只小量程的电流表,弄清表头的内阻、满偏电流、满偏电压的含义,同时,还要让学生弄清改装电表的以下思路:由于允许通过表头的电流在几个微安到几十个微安,故承受的电压也只能在几个毫伏到几十个毫伏。因此,要测量较大电流和较高电压,就得要利用电阻串联分压与并联分流的原理。如教材中的图示,当我们在表头上串联一个较大的电阻时,被测较高电压的大部分就分配到较大的电阻上,以保证表头上的电压不超过它的满偏电压。同样,当我们在表头上并联一个较小的电阻时,那么,被测较大电流的大部分便分配到较小的电

14、阻上,以保证通过表头的电流不超过它的满偏电流。当学生了解了多用电表的表头量程和内阻,以及用来描述表头最大量程两个概念含义,又明白了改装电表的基本思路之后,下面的内容完全可以让学生以阅读交流与讨论的方式进行。参考资料做电学实验时表针“抖动”的原因我们做电学学生实验时,需要经常用到电压表测电压,同时用电流表测对应的电流,这时用干电池作电源成本较高,而利用共用的直流电源,既方便,成本又低。但是在实验中经常遇到两表的指针“抖动”的现象。这是为什么呢?这种原因主要有两点:一、电网电压波动,这已经通过稳压基本得到解决。二、因为接触不良造成的。就是我们在连接电路的过程中,各接线柱(如电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源的接线柱)松动造成的。如果有其中一组同学,不仔细连接电路时,合上开关,由于接线柱接触不良,就造成电路中电流不稳,从而引起电压不稳,这就是做电学实验时表针“抖动”的根本原因。解决方法:检查电路各接线柱是否松动,松动拧紧。