高中物理人教版 (2019)必修第三冊第十一章電路及其應(yīng)用4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路精品第2課時同步練習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
通過建立簡化模型，應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律分析電流表及電壓表的改裝原理，理解理想電表是一種科學(xué)抽象的產(chǎn)物，進(jìn)一步體會理想化模型的思想方法。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
學(xué)習(xí)重點(diǎn)：電流表、電壓表的改裝原理。
學(xué)習(xí)難點(diǎn)：電流表、電壓表的改裝原理。
【知識回顧】
1、由歐姆定律，通過電阻的電流I、電阻兩端的電壓U、電阻的阻值R，三者之間的關(guān)系是：I=UR，U=IR，R=UI。
2、串聯(lián)電路有分壓作用，電壓與用電器的電阻成正比。并聯(lián)電路有分流作用，電流與各支路電阻成反比。
【自主預(yù)習(xí)】
1、靈敏電流計的三個主要參數(shù)為：表頭內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug。這三者之間的關(guān)系是：Ug＝IgRg。
2、要將靈敏電流計改裝為電壓表，需要串聯(lián)一個起分壓作用的電阻。
3、要將靈敏電流計改裝為電流表，需要并聯(lián)一個起分流作用的電阻。
【課堂探究】
第一部分小量程的電流表（表頭G）
思考1：靈敏電流計的表盤有什么特點(diǎn)？核心部件有什么？工作原理是什么？用途是什么？電路圖符號是什么？
表盤特點(diǎn)：指針在表盤中央，量程很小。
核心部件：永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動的線圈。
工作原理：通電后，線圈在磁場力的作用下帶動指針偏轉(zhuǎn)。指針的偏角θ與通過電流表的電流I成正比。
用途：測量微小電流和電壓。
電路圖符號：
思考2：靈敏電流計的表頭有哪些主要參數(shù)？各參數(shù)之間有何關(guān)系？
表頭內(nèi)阻Rg：電流計內(nèi)阻Rg
滿偏電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)到最大值時的電流Ig
滿偏電壓Ug：電流表通過滿偏電流時加在它兩端的電壓Ug
Ug＝IgRg
思考3：怎樣將靈敏電流計改裝成大量程電壓表、電流表？
利用串聯(lián)分壓原理，給表頭串聯(lián)一個電阻，可以改裝為大量程電壓表。串聯(lián)的電阻叫分壓電阻。
利用并聯(lián)分流原理，給表頭并聯(lián)一個電阻，可以改裝為大量程電流表。并聯(lián)的電阻叫分流電阻。
第二部分改裝成電壓表：有一個表頭的內(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)被測電壓是3V時，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？
UR＝U－Ug＝2.97V
思考3：改裝后的電壓表內(nèi)阻Rv是多大？
Rv＝Rg＋R＝3.0×103Ω
思考4：改裝后的表盤需要做怎樣的改變？
∵U＝Ig(Rg+R)∝Ig
∴在電流計原刻度的基礎(chǔ)上乘以（Rg+R）
（量程和精確度）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。
思考5：若要將電流表G改裝成一個量程為Ug的n倍的電壓表V，需要串聯(lián)多大阻值的電阻？
R＝U?IgRgIg＝UIg?Rg＝(UUg?1)Rg
∴R＝(n?1)Rg
第三部分改裝成電流表：有一個電流表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)被測電流是0.6A時，流過表頭的電流最大為多大？
1mA
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？
IR＝I－Ig＝(0.6－0.001)A＝0.599A
思考4：改裝后的安培表內(nèi)阻RA是多大？
RA=Rg?RRg+R≈0.050Ω
思考5：改裝后的表盤需要做怎樣的改變？
∵I=(1+RgR)Ig∝Ig
∴在電流計原刻度的基礎(chǔ)上乘以（1+RgR）
（量程和精確度）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。
思考6：若將電流表G改裝成一個量程為Ig的n倍的電流表A，需要并聯(lián)多大阻值的電阻？
∵IgRg=(I?Ig)R
∴R并=Rgn?1
第三部分電表的校對與讀數(shù)
校對電表的電路圖如下：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，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的讀數(shù)為3.1V，則百分誤差
電表在讀數(shù)時要注意：讀數(shù)時應(yīng)使視線垂直于刻度表面，并要估讀。
估讀的方法：
①量程為3V和3A的電壓表和電流表，其最小分度為0.1V和0.1A，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0.6A的電流表，其最小分度為0.02A，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15V的電壓表，其最小分度為0.5V，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……
即讀數(shù)原則：按照“1、2、5分度”進(jìn)行估讀。
【例】讀數(shù)練習(xí)。
【自我測評】
1．（2022上·貴州黔西·高二?？茧A段練習(xí)）如圖是兩個量程的電壓表，當(dāng)使用A、B兩個端點(diǎn)時，量程為0~5V，當(dāng)使用A、C兩個端點(diǎn)時，量程是0~15V，已知表頭電阻Rg=400Ω，滿偏電流Ig為1mA，則（）
A．R1=5.3×103ΩB．R1+R2=1.46×104Ω
C．R2=1.06×104ΩD．R1R2R1+R2=1.5×104Ω
【答案】B
【詳解】根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律有
U1=Ig(Rg+R1)
U2=Ig(Rg+R1+R2)
將U1=5V，和U2=15V帶入解得
R1=4600Ω，R2=10000Ω
則有
R1+R2=1.46×104Ω
R1R2R1+R2≈0.32×104Ω
故選B。
2．（2022·廣東·雷州市白沙中學(xué)高二練習(xí)）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的是（）
A．開關(guān)S打在1時為電流表，R1越小量程越大
B．開關(guān)S打在1時為電壓表，R1越大量程越大
C．開關(guān)S打在2時為電流表，R2越小量程越大
D．開關(guān)S打在2時為電壓表，R2越小量程越小
【答案】AD
【詳解】AB．把表頭改裝成電流表需要與表頭并聯(lián)一電阻。并聯(lián)的電阻越小，并聯(lián)的電阻分流越大，量程越大，故A正確，B錯誤；
CD．把表頭改裝成電壓表需要與表頭串聯(lián)一電阻。串聯(lián)的電阻越小，串聯(lián)的電阻分壓越小，量程越小，故C錯誤，D正確。
故選AD。
3．（2022上·廣東深圳·高二校考階段練習(xí)）如圖甲是有兩個量程的電流表，當(dāng)使用a、b兩個端點(diǎn)時，量程為1A，當(dāng)使用a、c兩個端點(diǎn)時，量程為0.1A，已知靈敏電流計的內(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兩個端點(diǎn)時，量程為0~10V。當(dāng)使用d、f兩個端點(diǎn)時，量程為0~100V，已知靈敏電流計的內(nèi)阻Rg2為500Ω，滿偏電流Ig2為1mA，則電阻R1、R2、R3、R4分別為（）
A．R1=0.85ΩB．R2=3.67ΩC．R3=9500ΩD．R4=90000Ω
【答案】BCD
【詳解】AB．接a、b時，R1起分流作用為一支路，G與R2串聯(lián)為一支路，此時量程為
I1=1A
而電流表的量程為當(dāng)G表頭達(dá)到滿偏時通過兩個支路的總電流，即為
I1=Ig1+Ig1Rg1+R2R1
同理，接a、c時，R1+R2為一支路起分流作用，G為一支路，此時量程為
I2=0.1A
則
I2=Ig1+Ig1Rg1R1+R2
聯(lián)立解得
R1=0.41Ω
R2=3.67Ω
故A錯誤，B正確；
CD．由圖示電路圖可知
Ig2Rg2+R3=10V
Ig2Rg2+R3+R4=100V
聯(lián)立解得
R3=9500Ω
R4=9×104Ω
故CD正確。
故選BCD。
4．（2022·天津·模擬預(yù)測）將滿偏電流Ig=300μA、內(nèi)阻未知的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行核對。
(1)利用如圖所示的電路測量電流表的內(nèi)阻（圖中電源的電動勢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)R'，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的23，讀出此時R'的阻值為200Ω，則電流表內(nèi)阻的測量值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，試在答題卡上畫出實驗電路圖和實物連接圖。
【答案】 100 串聯(lián) 9900 見解析
【詳解】(1)[1]由于閉合S1和S2后，電流表與電阻箱串聯(lián)，其兩端電壓相等，可得
23Ig?Rg=200Ω?(Ig?23Ig)
解得
Rg=100Ω
(2)[2]改裝電流表需在電流表兩端串聯(lián)一個電阻，起到分壓的作用。
[3]串聯(lián)的電阻大小為
R0=3VIg?Rg=9900Ω
(3)[4]改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對時，應(yīng)該并聯(lián)在標(biāo)準(zhǔn)電壓表兩端，電路圖和實物連線圖如圖所示
5．（2022·天津·模擬預(yù)測）一電流表的量程為100μA，內(nèi)阻為100Ω，現(xiàn)串聯(lián)一個9900Ω的電阻將它改裝成電壓表（原電流表的表盤未改動），如果用改裝后的電壓表測量某一電路，電壓表示數(shù)如圖所示。則（）
A．該電壓表的量程是0.1VB．該電壓表的量程是1V
C．此時的電壓是0.08VD．此時的電壓是0.80V
【答案】BD
【詳解】AB．根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律
100×10?6A×100ΩU=100Ω100Ω+9900Ω
解得電壓表的量程
U=1V
A錯誤，B正確；
CD．改裝后的電壓表每小格代表1V10=0.1V，則圖中讀數(shù)為0.80V，C錯誤，D正確。
故選BD。
6．（2019上·黑龍江·高二雙鴨山一中校考期中）（1）圖甲所示的電流表使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A，圖中表針示數(shù)是 A；當(dāng)使用3A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表 A，圖中表針示數(shù)為 A．
（2）圖乙所示的電表使用較小量程時，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，則這時表盤刻度每小格表示 V，圖中表針指示的是 V．
【答案】 0.02A 0.44A 0.1A 2.20A 0.1V 1.40V 0.5V 7.0V
【詳解】（1）[1][2][3][4]電流表使用0.6A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02A，指針的示數(shù)為0.44A；當(dāng)換用3A量程時，每一小格為0.1A，指針示數(shù)為2.20A；
（2）[5][6[7][8]電壓表使用3V量程時，每小格表示0.1V，指針示數(shù)為1.70V；使用15V量程時，每小格為0.5V，指針示數(shù)為7V；
（3）[9]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：30mm，游標(biāo)讀數(shù)為
0.05×7mm=0.35mm
所以最終讀數(shù)為：
30mm+0.35mm=30.35mm
[10]螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm，可動刻度讀數(shù)為
0.01×20.4mm=0.204mm
所以最終讀數(shù)為：
3mm+0.204mm=3.204mm
由于需要估讀在范圍3.203-3.205內(nèi)均正確
7．（2010上·吉林長春·高二階段練習(xí)）四個相同的小量程電流表（表頭）分別改裝成兩個電流表A1、A2和兩個電壓表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
【答案】AD
【詳解】AB．表頭并聯(lián)電阻后可改裝成電流表。對于電流表A1和A2，兩個表頭并聯(lián)，電壓相同，故流過兩個表頭的電流相同，則電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)角等于電流表A2的指針偏轉(zhuǎn)角，而電流表A1的量程大于A2的量程，則電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)，故A正確，B錯誤；
CD．表頭串聯(lián)電阻后可改裝成電壓表。對于電壓表V1和V2，兩個表頭串聯(lián)，故流過兩個表頭的電流相同，則電壓表V1的指針偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2的指針偏轉(zhuǎn)角，而電壓表V1的量程大于V2的量程，則電壓表V1的讀數(shù)大于電壓表V2的讀數(shù)，故C錯誤，D正確。
故選AD。
8．（2021·高二課時練習(xí)）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)一個電阻，其阻值等于該電流表內(nèi)阻的一半，使其成為一個新的電流表，則圖示的刻度盤上的一個小格表示多少安培？
【答案】0.06 A
【詳解】設(shè)該表內(nèi)阻為Rg，并聯(lián)電阻值為Rg2的分流電阻后，分流電阻承擔(dān)的電流為
IR＝IgRgR2＝0.612A＝1.2 A
所以改裝后的電流表的量程為
I=IR+Ig=(1.2+0.6)A=1.8A
所以每一個小格表示
I0＝1.830A＝0.06 A
【學(xué)后反思】
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________改裝電壓表
改裝電流表
電路
R的作用
分壓
分流
R的計算
R＝(n?1)Rg
R并=Rgn?1
電表的總電阻
Rv＝Rg＋R
RA=Rg?RRg+R
分度
讀數(shù)原則
1分度
估讀到下一位
2分度
估讀到本位
5分度
估讀到本位
0~3V：1.89V
0~15V：9.5V
0~0.6A：0.17A
0~3A：0.85A

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