圖中的儀器是能顯示微弱的電流的儀器——靈敏電流計(jì)(表頭)??梢詼y(cè)量10-7~10-12A的微小電流。
表頭有什么特點(diǎn)?它同我們常用的安培表、伏特表有沒有關(guān)系呢?
小量程的電流表(表頭G)
1. 核心部件:永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈
2. 工作原理:通電后,線圈在磁場(chǎng)力的作用下帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn),指針的偏角θ與通過電流表的電流I成正比(后面課程有)
3.作用:測(cè)量微小電流和電壓。
4.電路圖符號(hào):
表頭內(nèi)阻Rg :電流計(jì)內(nèi)阻 Rg
滿偏電流Ig: 指針偏轉(zhuǎn)到最大值時(shí)的電流 Ig
滿偏電壓Ug :電流表通過滿偏電流時(shí)加在它兩端的電壓 Ug
一般靈敏電流表(表頭)能夠測(cè)量的電流是微安級(jí)或毫安級(jí),表頭內(nèi)阻在幾十到幾百歐姆之間,滿偏電壓也為微伏或毫伏級(jí)。用表頭直接測(cè)量較大電壓或電流,會(huì)把表頭燒壞,因此必須進(jìn)行改裝。
利用串聯(lián)分壓原理,給表頭串聯(lián)一個(gè)電阻(叫分壓電阻),可以改裝為大量程電壓表;
利用并聯(lián)分流原理,給表頭并聯(lián)一個(gè)電阻(叫分流電阻),可以改裝為大量程電流表。
【問題1】有一個(gè)表頭的內(nèi)阻Rg=30Ω,滿偏電流Ig=1mA。怎樣才能把它改裝成量程為0~3V的電壓表呢?
思考1:當(dāng)被測(cè)電壓是3V時(shí),表頭兩端最多加多大電壓?
Ug=IgRg=0.03V
思考2:串聯(lián)的電阻上需要分擔(dān)多少電壓?需要多大的電阻分壓?
思考3:改裝后的電壓表內(nèi)阻RV是多大?
UR= U–Ug= 2.97V
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
思考4:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?
(1)在電流計(jì)原刻度的基礎(chǔ)上乘以(Rg+R)即可;(2)滿刻度處標(biāo)改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可.(量程和精確度)
思考5:若要將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ug的n倍的電壓表V,需要串聯(lián)多大阻值的電阻?
【問題2】有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg=30Ω,滿偏電流Ig=1mA。要把它改裝為量程為0~0.6A的電流表,要并聯(lián)多大的電阻?
思考1:當(dāng)被測(cè)電流是0.6A時(shí),流過表頭的電流最大為多大?
思考2:并聯(lián)的電阻上需要分擔(dān)多少電流?
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
思考3:需要多大的分流電阻?
思考4:改裝后的安培表內(nèi)阻RA是多大?
(1)在原電流表原刻度的基礎(chǔ)上乘以(1+ )即可(2)滿刻度處標(biāo)改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可。 (量程和精確度)
問題6:若將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ig的n倍的電流表A,需要并聯(lián)多大阻值的電阻?
問題5:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?
校對(duì)時(shí)注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值.
改變變阻器R的滑片位置,使V 的示數(shù)分別為0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核對(duì)改裝電壓表的示數(shù)是否正確,若改裝的電壓表滿刻度3V時(shí),標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的讀數(shù)為3.1V,則百分誤差
  讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直于刻度表面,并要估讀. 具體估讀方法如下:
1.量程為3 V和3 A的電壓表和電流表,其最小分度為0.1 V和0.1 A, 讀數(shù)要估讀到最小分度的十分之一.因此最后讀數(shù)如果以V (A)為單位,小數(shù)點(diǎn)后面有兩位,尾數(shù)可能為0、1、2、3…
2.量程為0.6 A的電流表,其最小分度為0.02 A, 讀數(shù)要估讀到最小分度的二分之一.因此最后讀數(shù)如果以A為單位,小數(shù)點(diǎn)后面有兩位,尾數(shù)可能為0、1、2、3…
3.量程為15 V的電壓表,其最小分度為 0.5 V, 讀數(shù)要估讀到最小分度的五分之一.因此最后讀數(shù)如果以V為單位,小數(shù)點(diǎn)后面只有一位,尾數(shù)可能為0、1、2、3…
0 ~ 0.6 A: A 0 ~ 3 A: A
讀數(shù)原則:按照“1、2、5分度”進(jìn)行估讀
0 ~ 3 V: V 0 ~ 15 V: V
【練習(xí)1】(2022·貴州·黔西南州金成實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二階段練習(xí))如圖是兩個(gè)量程的電壓表,當(dāng)使用A、B兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~5V,當(dāng)使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程是0~15V,已知表頭電阻Rg=400Ω,滿偏電流Ig為1mA,則( )A. B.C. D.
【練習(xí)2】(2022·廣東·雷州市白沙中學(xué)高二練習(xí))(多選)如圖所示為改裝電流表和電壓表原理圖,以下關(guān)于改裝的判斷符合事實(shí)的是(? )A.開關(guān)S打在1時(shí)為電流表,R1越小量程越大B.開關(guān)S打在1時(shí)為電壓表,R1越大量程越大C.開關(guān)S打在2時(shí)為電流表,R2越小量程越大D.開關(guān)S打在2時(shí)為電壓表,R2越小量程越小
【練習(xí)3】(2022·廣東·深圳大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二)(多選)如圖甲是有兩個(gè)量程的電流表,當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為1A,當(dāng)使用、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0.1A,已知靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg1為200Ω,滿偏電流Ig1為2mA;如圖乙是有兩量程的電壓表,當(dāng)使用d、e兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~10V。當(dāng)使用d、f兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~100V,已知靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg2為500Ω,滿偏電流Ig2為1mA,則電阻R1、R2、R3、R4分別為( ?。〢.R1=0.85Ω B.R2=3.67ΩC.R3=9500ΩD.R4=90000Ω
【練習(xí)4】(2022·天津·模擬預(yù)測(cè))將滿偏電流 、內(nèi)阻未知的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行核對(duì)。(1)利用如圖所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻(圖中電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V):先閉合S1,調(diào)節(jié)R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;再閉合S2,保持R不變,調(diào)節(jié) ,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 ,讀出 此時(shí)的阻值為200Ω,則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg= Ω。
(2)將該表改裝成量程為3V的電壓表,需____(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為R0=_____Ω的電阻。(3)把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì),試在答題卡上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖_______。
【參考答案】串聯(lián)???? 9900?
【練習(xí)5】(多選)一電流表的量程為100 μA,內(nèi)阻為100 Ω.現(xiàn)串聯(lián)一個(gè)9 900 Ω的電阻將它改裝成電壓表(原電流表的表盤未改動(dòng)).如果用改裝后的電壓表測(cè)量某一電路,電壓表示數(shù)如圖所示,則(  )A.該電壓表的量程是0.1 VB.該電壓表的量程是1 VC.此時(shí)的電壓是0.08 VD.此時(shí)的電壓是0.8 V
【練習(xí)6】①圖甲用0.6 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表_______A,表針的示數(shù)是_______A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表______A,圖中表針示數(shù)為______A。 ②圖乙使用較小量程時(shí),每小格表示______V,圖中指針的示數(shù)為______V。若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示_____V,圖中表針指示的是______V。
【練習(xí)7】四個(gè)相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程,改裝好后把它們按圖所示接法連入電路,則(  )A.電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)B.電流表A1指針的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2指針的偏轉(zhuǎn)角C.電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù)D.電壓表V1指針的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2指針的偏轉(zhuǎn)角
【練習(xí)8】一量程為0.6 A的電流表,其刻度盤如圖所示,若此電流表的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻,其阻值等于該電流表內(nèi)阻的一半,使其成為一個(gè)新的電流表,則圖示的刻度盤上的一個(gè)小格表示多少安培?

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4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

版本: 人教版 (2019)

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