2019-2020年高考物理 第8章 电学实验 表头测量 电表改装（第4课时）复习导学案.doc

2019-2020年高考物理 第8章 电学实验 表头测量 电表改装（第4课时）复习导学案【学习目标】（在学习完本节课后检查检查自己学习目标是否完成）1、理解表头测量的原理和方法。2、理解电流表量程扩大、把电流表改装成电压表的原理。【重点、难点】重点：表头测量的原理和方法 难点： 电表改装原理【使用说明与学法指导】（这里主要告诉你怎么样做才能完成目标）1、表头测量是电学实验的基础，也是考试的重点，要多理解原理，掌握设计思路。2、不同电表的表头是一样的，仅仅是表盘不同。掌握表的改装还是要理解原理，掌握方法。【设计思路整理】1、电流表、电压表满偏值的测量：（做下面题目，感悟测量的基本思路。）题：有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流。A、待测电流表A0，满偏电流约为750A，内阻约100，已知表盘刻度均匀，总格数为N。B、电流表A，量程0.6A，内阻0.1C、电压表V,量程3V，内阻3kD、滑动变阻器R：最大阻值50E、电源E，电动势约3V、内阻约1.5F、开关S一个。（1）根据你的测量需要，“B.电流表”、“C.电压表”中应选择_（只需填写序号即可）（2）在虚线框内画出你设计的电路图。（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流Im=_,式中除N、n外其它字母符号代表的物理量是：_答案：（1）C；（2）电路如图（3）,其中，U是电压表的示数；R是电压表的内阻。讨论：某同学认为电流表A是标准表，把A和待测表A0串联，设计出右图所示电路，调节电路使A0满偏，读出此时A的读数即可。你认为这样可行吗？说出你的理由 。另一同学设计出了如右图所示的两种电路，你认为应该用限流接法还是应该用分压接法？理由是什么？ 又一同学设计的电路如图所示，他的做法是，调节R，使A0满偏，读出此时电表读数U，可以计算出A0的满偏电流Im=U/RA,你认为他的做法可以吗？说出你的理由？ 2、用以下器材测量一待测电流表的内阻：待测电流表A1（量程250 mA，内阻r1约为5);标准电流表A2 (量程300 mA，内阻r2约为5);电阻箱R1（最大值999.9 阻值最小改变量为0.1）；滑动变阻器R2（最大阻值10）；电源E（电动势约为10 V，内阻r约为l）；单刀单掷开关S，导线若干(1)要求方法简捷，并能测多组数据，试在方框中画出实验电路原理图，并在图上标明每个器材的代号(2)实验中，需要直接测量的物理量是_用测得的量表示待测电流表(R1、I1、I2)A，内阻的计算公式是r1=_（）【发散拓展】 为了减小实验误差，实验时R1的取值应为多大？在电表的精确度相同的情况下，电表的示数越大，则相对误差越小，因此实验中应使两电表示数均接近满偏，即，I1接近250 mA，I2接近300 mA，则R1接近25或：此题是用电阻箱替代电压表。3、（黄山市xx届第三次质量检测）测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下A、待测电压表（量程3V，内阻约3k）一只B、电流表（量程3A，内阻0.01）一只C、定值电阻（R=3k，额定电流0.5A）一个D、电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E、开关两只；F、导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：首先，用多用电表进行粗侧，选用“100”欧姆档，操作方法正确，若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是 3000 为了更准确的测出该电压表的内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中相对比较合理的是 乙 （填“甲”或“乙”）电路，其理由是 (因为图甲中电压表内阻太大，电流表读数太小，误差太大)用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是 （K2闭合前后电压表读数U1、U2）用上述所测物理量表示电压表内阻，其表达式为Rv= 4.某探究小组要尽可能精确地测量电流表A1的满偏电流，可供选用的器材如下: A.待测电流表A1 （满偏电流I m为800 A ,内阻r1约为100 ，表盘刻度均匀、总格数为N)B. 电流表A 2(量程为0.6A, 内阻r2 =0.1)C.电压表V(量程为3V、内阻R v=3k) D.滑动变阻器R（最大阻值为20） E.电源E(电动势为3V.内阻r约为1.5) F.开关S一个，导线若干该小组设计了甲、乙两个电路图，其中合理的是 (选填“甲，或“乙”);所选合理电路中虚线圈处应接人电表 (选填“B”或“C”);在开关S闭合前应把滑动变阻器的滑片P置于_端(选填“a”或“b);在实验中，若所选电表的读数为Z，电流表A1的指针偏转了k格，则可算出待测电流表A1的满偏电流Im=_。(1) 甲 (2分) C (2分) b (2分) Im= (2分)5、（安庆一中、安师大附中高三xx年1月联考）某毫安表的量程为I0=50mA，内阻为r0=50，其表盘刻度线已模糊不清，要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值，备有下列器材：A待测毫安表mAB直流电源E（电动势3V，内阻可忽略）C滑动变阻器R1（010，2A）D滑动变阻器R2（0100，50mA）E标准电流表A1（量程0-0.6A，内阻r1=0.5）F标准电流表A2(量程0-3A，内阻r2=0.01)G定值电阻R3的阻值为5H定值电阻R4的阻值为20I开关及导线若干应选用的器材有_（只需填写所选器材序号，如ABCD.）在方框内画出实验电路图,并在图上标出各器材的字母代号待测电流表的电流刻度值的表达式I=_式中各物理量所表示的意义分别为答案：IIABCEGI (4分) 电路如图 （4分） （2分）；I1为标准电流表A1的读数，RA1为标准电流表A1的内电阻，r0为待测毫安表的电阻，R3为定值电阻阻值（2分）。6（xx安徽卷）某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验：A-V-接电压表图1（1）他先用多用电表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得出电压表内阻为3.00103，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆档表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为 V(结果保留两位有效数字)。（2）为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：A断开开关S，按图2连接好电路；B把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C将电阻箱R0的阻值调到零；D闭合开关S；E移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V位置；R0VRabPE SRV图2F保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表的指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G断开开关S。实验中可供选择的实验器材有：a待测电压表b滑动变阻器：最大阻值2000c滑动变阻器：最大阻值10d电阻箱：最大阻值9999.9，阻值最小该变量为0.1e电阻箱：最大阻值999.9，阻值最小该变量为0.1f电池组：电动势约6V，内阻可忽略g开关，导线若干按照这位同学设计的实验方案，回答下列问题：要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用 （填“b”或“c”），电阻箱中选用 （填“d”或“e”）。电压表的内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测 R真（填“”或“ 小【解析】（1）多用电表的中值电阻即为其内阻，内阻为1.50103，与内阻为3.00103电压表串联，电源电动势为1.5V，可得电压表的读数即为RV两端电压为1.0V。（2）由于滑动变阻器的分压影响产生误差，故选择阻值小的c能减小误差；又由于使用半偏法测电压表内阻，电阻箱最大阻值应大于3.00103，故选择d。 R0=0时，电压表的指针指到3.0V位置，电压表中的电流（）；使电压表的指针指到1.5V位置时，电阻箱的电阻为R0，电压表中的电流，而滑动变阻器的分压影响，故即R测 R真；RV越大，滑动变阻器的分压影响越小，R测 越接近R真，故越小。【改装原理探究】原理：电流计的满偏电流，允许承载的电压都很小，不能直接接入电路进行测量。给它并联一个较小阻值的电阻进行分流，他就一个电流表；给它串联一个较大阻值的电阻，它就是一个电压表。1：（ 高考海南卷）一毫安表头满偏电流为9.90 mA，内阻约为300 要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图所示图中mA是量程为2 A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源AmARR0abES（1）完善下列实验步骤：将虚线框内的实物图按电路原理图连线；将滑动变阻器的滑动头调至 端（填“a”或“b”），电阻箱R0的阻值调至零；合上开关；AmAR0SE调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表A的读数为1 A；调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会 （填“增大”、“减小”或“不变”）；多次重复步骤，直至标准电流表的读数为 ，同时毫安表指针满偏（2）回答下列问题：在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1 ，由此可知毫安表头的内阻为 用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 A对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素 。14、连线如图 b 减小 1 A 310 0.495（0.4940.496均可）例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准表和毫安表的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比；等等A +R1R2R312ABS图a2（xx年海南卷)某同学将量程为200A、内阻为500的表头A改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=500，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；（2）表笔a的颜色为 色（填“红”或“黑”）（3）将开关S置于“1”挡时，量程为 mA；（4）定值电阻的阻值R2= ，R3= 。（结果取3位有效数字）SR3R23-+A表笔a图b表笔bR1AB图c（5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为 mA。答案(1)如图；(2)黑；(3)10；(4)225，25.0；(5)0.780(0.78同样给分)解析：（1）实物连线图见答案；（2）红表笔接电源的正极，电流由红表笔流入，由电路图（a）可看出表头右侧为正极，故表笔a为黑表笔；（3）将开关S置于“1”挡时，表头跟串联后再跟并联，将开关S置于“2”挡时，表头跟串联后再跟并联，故前者的量程较大，故开关S置于“1”挡时，量程为10mA.（4）由（3）问的分析，结合欧姆定律可知开关S置于“1”挡时，有，开关S置于“2”挡时，代入已知数据可得，。（5）S置于“2”挡时，量程为1mA，表头示数为156A ，故所测量电流的值为mA =0.780mA.3.（xx年新课标卷)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1v和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题:(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。（2）开关S闭合时，多用电表用于测量 (填“电流”、“电压，或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量 (填“电流”、“电压”或“电阻”)。（3）表笔A应为 色(填“红”或“黑”)。（）定值电阻的阻值，。（结果取位有效数字）【答案】【解析】（1）表头跟R2串联，R1跟开关串联，两个支路并联，连线图同答案。（2）开关闭合时，电表的内阻较小，为等效电流表；开关断开时，电表的内阻较大，为等效电压表。（3）电流由红表笔流入，由题图（a）可看出表头右端为“+”，故表笔A为黑表笔。（4）设表头的内阻为r，满偏电流为，由欧姆定律可知V，解得，。4某同学欲将量程为200A的电流表G改装成电压表。S1ErR2R1S2G该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg，图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后，他应该正确操作的步骤是 。（选出下列必要的步骤，并将其序号排序）a记下R2的阻值b调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度c闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半d闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500，则Rg的阻值大小为 ；(填写字母代号)A. 250 B. 500 C. 750 D. 1000 为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表，应选一个阻值为 的电阻与此电流表串联。 5、测量一个量程为30mA的电流表A1的内阻，并将其改装成量程为270mA的电流表A2，(1)用如图1所示的电路测量电流表A1的内阻，滑动变阻器R0的最大值10调节R0和R，当R=200时A1示数为30mA 只调节R，当R=500时A1示数为20mA 得出结论，电流表A1内阻的测量值为RA= 400 （2）将一个 50 的电阻与A1 并 联 ，组成A2，（3）由于测量电流表A1的内阻的实验存在系统误差，使用改装后的A2测量电流时会出现偏差，电流的测量值比比真实值 （填“大”或“小”）解：（1）设并联路端点为a、b；设并联部分，即ab间的电压为U，根据题中数据有： 解得：RA=400 误差分析;由于R值变大，ab间并联电阻值变大，主干路电流（流过电源电流）变小，ab间分担电压变大，设变化量为U， 则 解得RA真=400-U 所以测量值偏大（2）根据并联电路电压相等，设应并联的电阻为r，则有： 30400=（270-30）r 解得 r=50 误差分析：设想内阻测量值比真实值多R （ 假若为390） 则当测量电路总电流为270mA时，电流的示数大于30mA 所以测量值偏大【课后总结】学完本节课，你一定要归纳一下物理方法或解题方法，标记出自己还没有掌握的或者有疑问的点，并督促自己尽快解决。归纳内容：1、2、