高中物理实验电表的改装与校对.docx
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高中物理实验电表的改装与校对
电表的改装与权勺
1.[2019高考全国I卷•23】(10分)某同学要将一量程为250PA的微安表改装为量程为20mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1200n,经计算后将一阻值为的电阻与该微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图Q)所示电路对改装后的电表进行
检测(虚线框内是改装后的电表)。
⑵当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如
图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而
是o(填正确答案标号)
A.18mA
B・21mA
C.25mA
(3)产生上述问题的原因可能是o(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200n
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200Q
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为尺的电阻换为一个阻值为的电阻即可,其中k=_。
【答案】
(1)连线如图所示(3分)
(2)C(2分)(3)AC(2分)(4)曙(2分)
盘达到满偏时,实际量程为:
250x10~?
x100=25mA,故选项C正确;
测量值偏小,即电表实际内阻心真实值,大于1200Q;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小。
故选AC;
4由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25mA,故满足
LR=(25-Ik)R.要想达到预期目的,即将微安表醱为量程为20mA
电流表,应满足〃严(20-4)册,
其中人=250pA=0.25mA9联立解得:
"1.25或"送。
79
2.[2019高考全国HI卷・23】(10分)某同学欲将内阻为98.5Q、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15RH刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度。
可选用的器材还
有:
定值电阻R)(阻值14kG),滑动变阻器&(最大阻值1500Q),滑动变阻器皿(最大阻值500Q),电阻箱(0~99999・9Q),干电池(E=1・5V,r=1.5H),红、黑表笔和导线若干。
R接入电路的电阻应为滑动变阻器选(填“川”或“人产)。
上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为
(1)欧姆表设计
上对应的测量值,完成校准数据测量。
若校准某刻度时,电阻箱旋钮
位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Q。
R=900Q;为了滑动变阻器的安全,则滑动变阻器选择Ri;
(3)校准:
红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指到
OkH处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:
R=35000・0Q。
3・【2016海南卷・*2】(10分)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为ioo^,表头上标记的内阻值为900Qo
R1、尺2和皿是定值电阻。
利用&和表头构成1mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。
若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1V;若使用a.c两个接线柱,电压表的量程为3V。
则根
据题给条件,定值电阻的阻值应选R「_Q,Ri=
Q虫3=Qo
(2)用量程为3V,内阻为2500Q的标准电压表®)对改装表3V挡的不同刻度进行校准。
所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50Q和5瓯。
为了方便实验中调节电压,图中R应选用
最大阻值为Q的滑动变阻器。
⑶校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近
(填或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数
比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值填“大
于”或“小于,,)900Q。
【答案】
(1)1009102000
(2)50(3)"(4)大于
【解析】
(1)R1与表头G构成1mA的电流表,贝!
h仆产(/-人)心整
理:
R1=1OOQ;若使a>b两个接线柱,电压表的量程为IV,则
尺=910。
;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V,
2000Q
⑴电压表与之并联之后,电阻小于2500Q,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大值远大于并联部分,同时还有便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50Q的电阻。
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用。
(4)造成改装后电压表的读书比标准电压表的读书偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900Q.
4.【2015高考全国I卷•23】(10分)图但)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。
⑴已知毫安表表头的内阻为100Q.满偏电流为1mA,Ri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两个接线拄,电表量程为10mA・由题给条件和数据,可以求出Ri=Q,Rz=Q。
⑵现用一量程为3mA,内阻为150Q的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5.1・0、L5、2.0.2・5、3.0mAo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300Q和1000H:
滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750Q和3000Q,则R0应选用阻值为Q的电阻,
R应选用最大阻值为Q的滑动变阻器。
⑶若电阻Ri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。
虚线框内未画岀的电路即为图(a)虚线框内的电路。
则图中的(1点应和接线柱(填“b”或“c”)相连。
判断依据是:
【答案】
(1)15(2分)35(2分)
(2)300(1分)3000(1分)
(3)c(1分)闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏电阻是Ri,
若电表指针不动,则损坏电阻是R2(2分)
懈析】
(1)定值电阻和毫安表都是并联连接,电压相等,由欧姆定律变形式U=IR,使用a、b两个接线柱时有:
I满RqQ・I満)(Ri+R2);使用a和c两个接线柱时有:
I満(R表+R2)=(1«2-1«)Ri,Ui和I农2为改装电表的量程,解以上各式得:
Ri=15Q,R2=35Q。
□£
(2)根据*,电流表校准时需选取的刻度为0.5.1.0.1.5,
'标准刻发
15V
2.0.2・5、3.0mA,可知电路中,总电阻最大为:
=3000Q,最小阻值为心m二誌法广5000,若定值电阻选用1000Q,则无法校准3mA的刻度,所以定值电阻选用500Q,由于最大电阻要达到3000Q,所以变阻器要选择3000Q。
(3)因为只有一个电阻损坏,所以d点应与c连接。
原因是%与A表并联,则当Ri损坏时电表A仍有示数指针偏转;而R2与A表串
联,则当R2损坏时电表A无示数指针不动,据此闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏电阻是Ri,若电表指针不动,则损坏电阻是Rz.
【练习1]如图1所示为一个多量程电压表的电路,其表头为动
(1)可调电阻应调为&二Q、Ri=
(2)现发现表头电流计已烧坏,我们要修复该电压表,手边只有一个“量程为2mA.内阻为40Q”的电流计和一个电阻为10Q的定值电阻心要使修复后电压表的满偏电流仍为10加4,请在虚框内画出该电压表的修复电路。
(3)修复后的电路中,可调电阻皿应重新调为:
Rir=Q;
(4)接着用图2的电路对修复电压表的3V量程表进行校对,%为
标准电压表、匕为修复电压表。
发现修复电压表匕的读数始终比标准电压表%略大。
应用以下哪种方法进行微调o
A.只把乩略微调小;B.只把Ri略微调大;
【答案】
(1)100、1200;
(3)1200;(4)Bo
【解析】
(1)根据串联电阻特点结合欧姆定律可得:
则R2=1300-100Q=1200Q
(2))“量程为2mA、内阻为40Q〃改装成10mA电流表,应并联定
值电阻分流,据此画出改装电路图如图所示;
(3)
由串联电阻特点结合欧姆定律可得
则R2r=1492-292Q=1200Q
(4)根据电压表改装原理可得串联的电阻阻值2”%,电压表示数偏大,说明R太小,贝!
)电流表内阻测量值偏大。
应增大电阻箱的阻值;故A错误,B正确;故选:
Bo
【练习2】某同学改装和校准电流表的电路图如图所示,图中虚线框内是电流表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100pA,(-1-©--7-F表头上标记的内阻值为900Q,Ri、R2和Ro是定值电阻。
若开关S2掷于b接
线柱,电流表的量程为1mA;若开关'
S2掷于c接线柱,电流表的量程为10mA.则根据题给条件,定值电
阻的阻值应选Ri=Q,R2=Q
⑵用量程为1mA,内阻为800Q的标准电流表对改装表1mA挡的
不同刻度进行校准。
所用电池的电动势E为3V;定值电阻R。
有两
种规格,阻值分别为2kH和3瓯.为了方便实验中调节电流,图中
Ro应选用阻值为kn的定值电阻
(3)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电流表的读
数比标准电流表的读数偏小,则表头G内阻的真实值(填“大
于,,或“小于,,)9oon
【答案】
(1)10;90;
(2)2;(3)大于。
【解析】
(1)开关S2掷于b接线柱,电流表的量程为1mA;若开关
S2掷于c接线柱,电流表的量程为10mA,
由图示电路图可知:
【貝
V^=0.001A
Ig(Rg+R2)
1尹亠€=0.010A
Ri
代入数据解得:
R1=1OH,R2=90Q;
(2)为方便实验操作,R。
应选用阻值为2kQ的定值电阻。
(3)改装后的电流表读数偏小,说明分流电阻分流偏小,并联电阻
阻值偏大,改装电流表并联电阻阻值为:
则电流表心偏丄Lg
大,即表头G内阻的真实值大于900Q;
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- 高中物理 实验 电表 改装 校对