3.4电流表和电压表：伏安法测电阻的两种接法（第2课时）学案－2021年粤教版（新教材）物理必修第三册

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1、第第 2 2 课时课时 电流表和电压表电流表和电压表 伏安法测电阻的两种接法伏安法测电阻的两种接法 学习目标 1.掌握小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理，并能根据串、并联电路的知识进行 有关计算.2.认识伏安法测电阻的两种电路并能正确选择和应用 电流表和电压表 1小量程电流表 G(表头)的三个参量 2电表改装原理 (1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，常被称作分压电阻，如图 1 所示 图 1 (2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，常被称作分流电阻，如图 2 所示 图 2 1判断下列说法的正误 (1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流( ) (2)电流表中并联的电阻的作用

2、是分去一部分电压( ) (3)若将电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压( ) (4)若将电阻并联在电流表两端改装成电流表后，电阻两端的电压和电流表两端的电压相等 ( ) 2某同学在进行电阻测量时，需要将一满偏电流为 50 A、内阻值为 800 的小量程电流表 G 改装成量程 为 3 V 的电压表，则需要选择一个阻值为_ 的电阻与这一电流表_(选填“串”或“并”) 联 答案 5.92104 串 解析 设小量程电流表的内阻为 Rg，量程为 Ig，需要串联电阻的阻值为 R，电压表改装的原理图如图所示： 改装电压表需要串联大电阻来分压，根据串联电路规律：Ig(RgR)3 V，代入

3、数据可得：R5.92104 . 一、电流表和电压表 导学探究 (1)小量程电流表有哪三个参量？三个参量之间有什么关系？ (2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？ (3)对于小量程电流表，其额定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？ 答案 (1)三个参量：内阻 Rg、满偏电流 Ig、满偏电压 Ug.UgIgRg. (2)需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表 (3)需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表 知识深化 电压表、电流表的改装及其特点 项目 小量程电流表 G 改装成大量程电 压表 V 小量程电流表 G 改

4、装成大量程电流 表 A 电路结构 R 的作用 分压 分流 扩大量程 的计算 UIg(RRg) RU IgRg IgRg(IIg)R R Ig IIgRg 电表的总 内阻 RVRgR RA RRg RRg 使用 并联在被测电路两端，“”接 线柱接电势较高的一端 串联在被测支路中，电流从“” 接线柱流入 有一电流表 G，内阻 Rg10 ，满偏电流 Ig3 mA. (1)要把它改装成量程为 03 V 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ (2)要把它改装成量程为 00.6 A 的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？ 答案 (1)990 1 000 (2)0

5、.05 0.05 解析 (1)由题意知电流表 G 的满偏电压 UgIgRg0.03 V 改装成量程为 03 V 的电压表，当达到满偏时，分压电阻 R 两端的电压 URUUg2.97 V 所以分压电阻 RUR Ig 2.97 0.003 990 改装后电压表的内阻 RVRgR1 000 . (2)改装成量程为 00.6 A 的电流表，当达到满偏时，通过分流电阻 R的电流 IRIIg0.597 A 所以分流电阻 RUg IR0.05 改装后电流表的内阻 RA RgR RgR0.05 . 关于电表改装的四点提醒 1电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻 Rg

6、即可 2无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量 Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改 变 3 由改装后电压表的内阻 RVR串RgnRg(其中 n U Ug U IgRg)可知， 电压表量程越大， 其分压电阻 R 越大， 电压表内阻 RV越大 4由改装后电流表的内阻 RA R并Rg R并Rg Rg n (其中 n I Ig)可知，电流表的量程越大，其分流电阻 R 并越小，电 流表的内阻 RA越小 针对训练 1 图 3 所示是有两个量程的电压表，当使用a、b 两个端点时，量程为010 V，当使用a、c 两个端 点时，量程为0100 V已知电流表的内阻Rg500 ，满偏电流Ig

7、为1 mA，求电阻R1、R2的值 图 3 答案 9.5103 9104 解析 当使用 a、b 两个端点时，接 10 V 电压，电流表满偏，即电流为满偏电流 根据串联电路规律，Ig(RgR1)10 V，解得 R19.5103 . 同理，当使用 a、c 两端点时，接 100 V 电压，电流表满偏，Ig(RgR1R2)100 V， 解得 R29104 . 二、伏安法测电阻的两种接法 1两种接法的比较 内接法 外接法 电路 误差分析 电压表示数： UVURUAUR 电流表示数：IAIR R测UV IA UR IR R真 电压表示数：UVUR 电流表示数： IAIRIVIR R测UV IA UR IR

8、R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 适用情况 测大电阻 测小电阻 2.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当 RxRA时，采用内接法，当 RxRV时，采用外接法，可记忆为“大内小外” (2)公式计算法 当RV Rx Rx RA即 Rx RARV时，用电流表外接法， 当 Rx RARV时，两种接法效果相同 (3)试触法： 如图 4，把电压表的可动接线端分别试接 b、c 两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显， 说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作 用对电路影响大，所以应选外接法 图 4 (2020 宿州市

9、高二期末)用电流表(内阻约 4 )和电压表(内阻约 3 k)测量电阻 R 的阻值 某次按照如 图 5 所示电路的测量情况为：电流表的示数是 5 mA，电压表的示数是 2.5 V下列说法正确的是( ) 图 5 A电阻 R 的值为 500 B电阻 R 的值略大于 500 C电阻 R 的值略小于 500 D如果采用电流表外接法测量，结果更加精确 答案 C 解析 根据欧姆定律可得：RU I RA 2.5 510 3RA500RA，即电阻 R 的值略小于 500 ； 由 RRA可知采用电流表内接的方法测量，结果更加精确，故 C 正确 针对训练 2 (2019 重庆市高二期末)如果采用如图 6 甲所示的电

10、路测量 R 的阻值，测量值为 R1，如果采用 如图乙所示电路，测量值为 R2，电阻的真实值为 R真，它们之间的关系是：R1_ R真，R2_R真(填“”“”或“”)，这种误差属于_误差 图 6 答案 系统 解析 题图甲中电压表测量值为真实值，由于电压表分流作用，电流表测量值偏大，故电阻测量值偏小； 题图乙中电流表测量值为真实值， 由于电流表分压作用电压表测量值偏大， 故电阻测量值偏大， 所以有 R1R真，这种误差属于系统误差 1(电压表的改装)一个电流表的满偏电流 Ig2 mA，内阻为 800 ，要把它改装成一个量程为 10 V 的电压 表，则应在电流表上( ) A串联一个 5 k 的电阻 B并

11、联一个 5 k 的电阻 C串联一个 4.2 k 的电阻 D并联一个 4.2 k 的电阻 答案 C 解析 把电流表改装成电压表， 需要串联一个电阻分压， 根据欧姆定律可得串联电阻阻值： RU IgRg 10 0.002 800 4 200 4.2 k，故选 C. 2(电流表的改装)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 答案 B 解析 改装前电压表的满偏电流为 IgUg Rg 0.2 100 A210 3 A，由电流表的

12、改装原理可知需再并联一个阻 值为 Rx的电阻，Rx Ug IIg 0.2 10210 3 0.02 ，故选项 B 正确 3(伏安法测电阻的两种接法)(多选)如图 7 所示，用伏安法测电阻时( ) 图 7 A采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 B采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 C采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 D采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 答案 AD 解析 题图甲所示测量电路因电压表分流， 使电阻测量值小于真实值， 题图乙所示测量电路因电流表分压， 使电阻测量值大于真实值，选项 A、D 正确