當(dāng)R0不變時(shí),在其兩端并聯(lián)一個(gè)大電阻也能達(dá)到同樣的效果,所以本題答案為D。 2、將電流表修改為電流表。 修改方案是在電流表G上并聯(lián)一個(gè)小定值電阻R0,讓它并聯(lián)起來(lái),起到大電流表的作用。 如圖所示,改進(jìn)型電流表Im Ig+ Ig rg /R0 (rg+R0) Ig /R0校準(zhǔn)電路將改進(jìn)型電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián),采用分壓電路對(duì)所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn)。 題鞏固例2(2004年天津市科技綜合論文) 有一只59C2型小量程電流表G(表頭),滿偏置電流50μA,內(nèi)阻800-850Ω左右。 修改為1mA、10mA雙量程電流表。 可供選用的設(shè)備有:滑動(dòng)變阻器R1,最大阻值20Ω; 滑動(dòng)變阻器R2,最大阻值100kΩ; 電阻盒R,最大阻值9999Ω; 定值電阻R0,阻值1kΩ; 電源E1,電動(dòng)勢(shì)為1. 5V; 電源E2,電動(dòng)勢(shì)為3.0V; 電源E3,電動(dòng)勢(shì)為4.5V; (不包括所有電源內(nèi)阻); 標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿偏置電流1.5mA; 單刀單擲開(kāi)關(guān)S1和S2,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S3; 電阻絲和一些電線。 (1)利用圖1所示電路測(cè)量?jī)x表的內(nèi)阻。 為了提高測(cè)量精度,選用的滑動(dòng)變阻器為————; 選擇的電源是————。 (2)將G修改為雙量程電流表。 兩種現(xiàn)有的替代電路如圖 2 和圖 3 所示。
下圖————是一個(gè)合理的電路。 電路不合理的另一個(gè)原因是:——————————————————————————————。 (3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格檢查(僅檢查1mA量程),并畫(huà)出所用電路圖。 圖中,待檢電流表用ˊ符號(hào)表示。 圖1 圖2 圖3 圖4 分析與解答: (1)用半偏置法測(cè)量電阻時(shí),主電路必須幾乎不變。 因此R Rˊ,電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)較大,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)為R2高中物理改裝電表,電源選擇E3。 (2)圖2應(yīng)該是一個(gè)合理的電路。 如果采用圖3的電路高中物理改裝電表,當(dāng)電路工作時(shí)改變量程時(shí),即S3由d變?yōu)閏的過(guò)程中,兩個(gè)電阻Rd和Rc不與G并聯(lián)。此時(shí)此時(shí)G中電流過(guò)大而燒壞。 (3) 改裝為1mA量程電流表時(shí),要求并聯(lián)電阻Rx Igrg/(Im-Ig) ≈ 43Ω,改裝后的電流表Aˊ內(nèi)阻rAˊ≈ 40Ω。 由于40Ω×1mA為0﹒04V,所以電源可以是電動(dòng)勢(shì)最小的E1。 選擇E1 1﹒5V電源后,必須串接電阻R0進(jìn)行保護(hù),使其安全工作。 校準(zhǔn)電路如圖所示。 3、電壓表轉(zhuǎn)換成電流表。 修改方案是在電壓表v上并聯(lián)一個(gè)阻值較小的定值電阻R0,讓它并聯(lián)起來(lái)起到電流表的作用。 如圖所示,修改后的電流表Im Uv/Rv+Uv/R0(1/Rv+R0)的量程Uv校準(zhǔn)電路將修改后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián),并使用分壓電路來(lái)校準(zhǔn)所有的電流表。秤 執(zhí)行校準(zhǔn)。
題目鞏固例3(2004年浙江科學(xué)綜合論文) 實(shí)驗(yàn)室里有一個(gè)電壓表mV,量程150mV,內(nèi)阻150Ω左右。 現(xiàn)在我們需要將其修改為量程為10mA的電流表并進(jìn)行校準(zhǔn)。 為此,實(shí)驗(yàn)室提供了以下設(shè)備:干電池E(電動(dòng)勢(shì)為1.5v)、電阻箱R、滑動(dòng)變阻器R、電流表A(有1.5mA、15mA、150mA三個(gè)量程)和開(kāi)關(guān)。 (1)改裝電表時(shí),必須了解電壓表的內(nèi)阻。 使用圖a所示電路可以測(cè)量電壓表的內(nèi)阻mV。 在精度盡可能高且不損壞儀表的情況下,電路中電流表A應(yīng)選擇的量程為————。 如果K閉合,調(diào)整滑動(dòng)變阻器后電壓表的讀數(shù)為150mV,電流表A的讀數(shù)為1.05mA,則電壓表的內(nèi)阻Rmv為————。 (取三位有效數(shù)字) (2)在校準(zhǔn)改裝電流表時(shí),以A為標(biāo)準(zhǔn)電流表,在b中畫(huà)出校準(zhǔn)改裝電流表的電路原理圖(滑動(dòng)變阻器用于限流),其中各元件圖應(yīng)標(biāo)有標(biāo)題中給出的符號(hào)或字母。 圖中電阻盒的阻值是————(取三位有效數(shù)字),電流表A應(yīng)使用的量程是————。 對(duì)圖a、圖b的分析及解答: (1)電壓表的流量限值等于150mV/150Ω 1mA,因此電流表A的量程應(yīng)為1﹒5mA。 電壓表內(nèi)阻Rmv為150mV/1﹒05mA≈143Ω。
(2)更換為量程10mA的電流表。 所需并聯(lián)電阻R應(yīng)為:10mA 150mV/150Ω+150mV/R。 解為R 16.7Ω,即電阻箱的值。 由于修改后的量程為10mA,因此用于校準(zhǔn)的電流表A應(yīng)選擇15mA量程。 按照題目要求校準(zhǔn)電路如圖: 4、將電壓表修改為電壓表。 修改方案是在電壓表v上串聯(lián)一個(gè)大定值電阻R0,讓它分壓,起到大電壓表的作用。 如圖所示,改裝電壓表Um的量程Uv+UvR0/Rv(R0+Rv) Uv/Rv表校準(zhǔn)電路將改裝電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián),使用分壓電路對(duì)所有進(jìn)行校準(zhǔn)規(guī)模。 題鞏固例4(2004年科研試卷) 電壓表VA的內(nèi)阻RA為1kΩ,測(cè)量變?yōu)?.0v?。 現(xiàn)在我們需要使用電阻盒來(lái)擴(kuò)大其量程,將其改為3.0v電壓表。 修改后即可使用。 量程為3.0v的精確電壓表VB可校準(zhǔn)修改后的電壓表VC的所有刻度。 除VA、VB兩個(gè)電壓表外,還有以下設(shè)備:電源E(電動(dòng)勢(shì)6V左右,內(nèi)阻小); 變阻器R(總電阻約為10Ω); 電阻盒R0(1-9999Ω); 電動(dòng)鑰匙K; 金屬絲。 (1) 實(shí)物圖中標(biāo)定時(shí)盡量用導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路 (2) 電阻箱 R0 的值應(yīng)為 (3) 使用上述電壓表 VB 和經(jīng)過(guò)修改和標(biāo)定的電壓表 Vc 和電鑰匙一些用于測(cè)量電動(dòng)勢(shì)約為2V的電源內(nèi)阻r的電線。 嘗試簡(jiǎn)單寫(xiě)出測(cè)量步驟; 并用測(cè)得的量表示內(nèi)阻r。 分析與解答:(1)修改后的電壓表Vc與標(biāo)準(zhǔn)比較電壓表VB并聯(lián),滑動(dòng)變阻器接入分壓電路,如下圖所示。
(2) 根據(jù)某些電路的歐姆定律,3.0 1.0+1.0R0/1000,可得R0 2000Ω。 此時(shí),修改后的電壓表Vc的內(nèi)阻Rc為1000+2000 3000Ω (3) ⅰ 將電壓表Vc連接到待測(cè)電源 連接電壓表,計(jì)算電壓表Uc E Uc +Ucr/Rc的讀數(shù)ⅱ串聯(lián)電壓表VB和Vc,然后接通待測(cè)電源,計(jì)算兩個(gè)電壓表UB和Uc'的讀數(shù)E UB + Uc' + Uc' r/Rc ---- ②(4) 組合①②兩個(gè)方程,可以得到r RC 總結(jié): 1.此類(lèi)實(shí)驗(yàn)需要掌握以下知識(shí)點(diǎn):整個(gè)(部分)電路的歐姆定律,以及不同電表之間的修改原理---計(jì)算串聯(lián)分壓與并聯(lián)分流的關(guān)系。 2、全面考核電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能——電流表的內(nèi)外連接、限流分壓電路的選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇、物理電路的連接以及實(shí)驗(yàn)誤差分析。 3、考試對(duì)能力要求較高——考查學(xué)生判斷推理的邏輯思維能力,考查學(xué)生的實(shí)踐能力,考查學(xué)生的分析概括能力,考查學(xué)生的創(chuàng)新思維能力等。 RbS2R′S1R0A′ 'mVAR'RUv
