2024-2025學(xué)年初中物理電學(xué)同步專題點(diǎn)撥與強(qiáng)化專題25電流表和電壓表的改裝含解析

Page1專題25電流表和電壓表的改裝學(xué)問(wèn)點(diǎn)剖析1.小量程的電流表G（表頭）表頭的三個(gè)主要參數(shù)①內(nèi)阻Rg：小量程電流表G的電阻；②滿偏電流Ig：小量程電流表G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流；③滿偏電壓Ug：小量程電流表G通過(guò)滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓；依據(jù)部分電路歐姆定律可知，滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug滿意關(guān)系：Ug=IgRg留意：靈敏電流計(jì)的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug一般比較小，若通過(guò)電流計(jì)的電流大于Ig，電流表會(huì)被燒壞2.小量程電流表改裝成電壓表或大量程電流表（1）將滿偏電壓為Ug、內(nèi)阻為Rg的小量程電流表改裝成量程為U的電壓表，須要串聯(lián)一個(gè)電阻。（2）將滿偏電流為Ig、內(nèi)阻為Rg的小量程電流表改裝成量程為I的電流表，須要并聯(lián)一個(gè)電阻。（3）小量程電流表改裝成電壓表或大量程電流表的比較：改裝成電壓表改裝成電流表內(nèi)部電路作用分壓分流改裝時(shí)須要串聯(lián)或并聯(lián)的電阻的阻值電表的總內(nèi)阻留意：關(guān)于電表改裝的幾點(diǎn)說(shuō)明1.電表改裝事實(shí)上是串、并聯(lián)電路中電流、電壓的計(jì)算問(wèn)題，只要把表頭看成一個(gè)電阻Rg即可。2.無(wú)論表頭改裝成電壓表還是電流表，它的三個(gè)參量Ug、Ig、Rg是不變的。3.改裝后的電壓表量程越大，則內(nèi)阻越大；改裝后的電流表量程越大，則內(nèi)阻越小。例題賞析1．如圖所示是汽車油量表工作原理的示意圖，圖中油量表實(shí)質(zhì)是一個(gè)電流表，當(dāng)油量削減時(shí)電路中R接入電路的電阻______，油量表的示數(shù)______（填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮孔兇笞冃　窘馕觥縖1][2]由圖可知，當(dāng)油量削減時(shí)，浮標(biāo)下降，浮標(biāo)推動(dòng)指針上移，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變大，依據(jù)可知，電路中的電流變小，即油量表的示數(shù)變小。2．已知電流表G的滿偏電流（即電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流）為1mA，內(nèi)阻600Ω，現(xiàn)將其與肯定值電阻R1串聯(lián)改裝成量程為15V的電壓表，如圖a所示。(1)求電流表G指針滿偏時(shí)，它兩端電壓為多少？(2)求改裝后的電壓表電阻RV的大?。?3)如圖b所示，將改裝后的電壓表接入電路，電源電壓15V不變，電阻R2=6000Ω，變更接入的可變電阻大小，使電壓表示數(shù)為5V，求此時(shí)可變電阻大小以及加在電壓表內(nèi)部表頭G兩端的電壓?！敬鸢浮?1)0.6V(2)1.5×104Ω(3)3750Ω，0.2V【解析】(1)由得，電流表的滿偏電壓為(2)改裝后的電壓表電阻RV的大小為(3)由如圖b可知，RV與R1并聯(lián)后再與R2串聯(lián)，此時(shí)電壓表的示數(shù)U1=5V，則電壓表和R1兩端電壓均為5V，此時(shí)通過(guò)電壓表的電流電阻R2兩端的電壓通過(guò)R2的電流即干路電流為則通過(guò)可變電阻R1的電流為此時(shí)可變電阻R1的阻值為則原電流計(jì)G兩端的電壓答：(1)求電流表G指針滿偏時(shí)，它兩端電壓為0.6V；(2)改裝后的電壓表電阻RV的大小為1.5×104Ω；(3)可變電阻大小為3750Ω，加在電壓表內(nèi)部表頭G兩端的電壓0.2V。3．有一個(gè)量程為0~1mA的小量程電流表G，內(nèi)阻Rg=30Ω，選擇肯定值電阻R0與它并聯(lián)起來(lái)，如圖所示。將A、B兩端接入電路（圖中I表示電流表G與電阻R0并聯(lián)后的總電流）。(1)調(diào)整電路，使電流表的指針指在最大刻度處（即1mA），這時(shí)電流I為0.6A，求電阻R0的值（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）；(2)接著調(diào)整電路，使電流表的指針指在刻度盤中心（即0.5mA），此時(shí)電流I變?yōu)槎嗌伲俊敬鸢浮?1)0.05Ω(2)0.3A【解析】(1)電流表兩端電壓電流表G與電阻R0并聯(lián)，故R0兩端電壓U0=Ug=0.03V通過(guò)R0的電流R0的阻值為(2)電流表的示數(shù)為0.5mA時(shí)，Rg兩端電壓R0兩端電壓通過(guò)R0的電流干路中總電流為答：(1)電阻R0的值為

0.05Ω；(2)接著調(diào)整電路，使電流表的指針指在刻度盤中心（即0.5mA），此時(shí)電流I變?yōu)?.3A。4．如圖甲所示是某電子秤原理圖。托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動(dòng)，R是一根長(zhǎng)為10cm的勻稱電阻絲?？毡P時(shí)，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時(shí)，滑片P位于R的最下端，R最大阻值為40Ω，電源電壓恒為3V。圖乙是托盤所受壓力F與彈簧形變量的變更關(guān)系圖像。請(qǐng)完成以下問(wèn)題：(1)圖甲中的“質(zhì)量表”是用什么電學(xué)儀表改裝的？(2)空盤時(shí)，閉合開關(guān)S，若電路中的電流為0.3A，求R0的阻值；(3)當(dāng)電路中電流為0.1A時(shí)，求托盤內(nèi)物體的質(zhì)量。（g取10N/kg）【答案】(1)電流表；(2)；(3)【解析】(1)圖中質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，由電流表改裝的。(2)空盤時(shí)，電路為R0的簡(jiǎn)潔電路，則R0的阻值(3)當(dāng)電路中電流為0.1A時(shí)，電路中的總電阻滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R是一根長(zhǎng)為10cm的勻稱電阻絲，且最大阻值為40Ω，彈簧的壓縮量由圖乙可知托盤受到的壓力，則物體的質(zhì)量5．試驗(yàn)室做電學(xué)試驗(yàn)用的電壓表事實(shí)上是用小量程的電流表改裝而成的。如圖甲是一個(gè)滿偏電流值為Ig=3mA的電流表，其內(nèi)阻Rg=20Ω。在電路中，等效于一個(gè)定值電阻Rg與能顯示電流的表盤G串聯(lián)在一起（如圖乙），同樣遵從歐姆定律。(1)當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，電流可以從表盤G上讀出，這時(shí)兩接線柱AB之間有肯定的電壓，此時(shí)小量程電流表事實(shí)上也可以當(dāng)成一個(gè)小量程的電壓表。此電壓表的最大測(cè)量值是多少？(2)如圖丙所示，若將這個(gè)小量程電流表串聯(lián)一個(gè)定值電阻RA后，在AB之間加上3V電壓時(shí)，通過(guò)表盤G的電流達(dá)到最大值3mA，這樣AB之間就相當(dāng)于一個(gè)量程為0~3V的電壓表，求串聯(lián)的定值電阻RA的大小；(3)求假如再串聯(lián)一個(gè)阻值為5000Ω的定值電阻Rg，則AC之間就相當(dāng)于一個(gè)量程多大的電壓表？【答案】(1)；(2)；(3)0~18V【解析】(1)最大測(cè)量值(2)A、B之間的總電阻串聯(lián)電阻(3)最大測(cè)量值即A、C之間就相當(dāng)于一個(gè)量程為0~18V的電壓表。答：(1)圖乙中電壓表的最大測(cè)量值是0.06V；(2)圖丙中，串聯(lián)的定值電阻RA的大小為980Ω；(3)求假如再串聯(lián)一個(gè)阻值為5000Ω的定值電阻Rg，則A、C之間就相當(dāng)于一個(gè)量程為0~18V的電壓表。6．圖示為“探討小燈泡燈絲的阻值變更特點(diǎn)的電路圖．試驗(yàn)所選用的器材均能符合試驗(yàn)要求，其中部分器材的規(guī)格如下：小燈泡額定電壓3.8V,額定電流0.32A）；電壓表（量程3V，內(nèi)阻3000Ω）；電流表（量程500mA，內(nèi)阻0.5Ω）,定值電阻R0（限值1000Ω）．按電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置時(shí)，發(fā)覺(jué)電壓表的示數(shù)為2.7V,電流表的示數(shù)為315mA．求此時(shí)（1）小燈泡兩端的電壓;（2）通過(guò)小燈泡的電流;（3）小燈泡燈絲的阻值．【答案】（1）3.6V（2）314.1mA（3）11.461Ω【解析】由圖可知：這是一個(gè)混聯(lián)電路，電壓表和定值電阻R0串聯(lián)后，分別和小燈泡L以及滑動(dòng)變阻器R的右半部分并聯(lián)后又與滑動(dòng)變阻器R的左半部分串聯(lián)；電流表是測(cè)小燈泡L所在支路和電壓表及定值電阻R0所在支路兩條支路的總電流．（1）電壓表和定值電阻R0串聯(lián)，，電壓表的示數(shù)為2.7V，所以定值電阻R0的電流則定值電阻R0的電壓依據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，所以小燈泡兩端的電壓為3.6V；（2）電流表的示數(shù)為315mA，定值電阻R0的電流為0.0009A=0.9mA，依據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，所以通過(guò)小燈泡的電流（3）小燈泡燈絲的阻值7．試驗(yàn)室運(yùn)用的電壓表是由小量程的電流計(jì)改裝而成的,圖中G就是一個(gè)小量程的電流計(jì),其內(nèi)阻為Rg,當(dāng)它指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)通過(guò)的電流叫滿偏電流Ig,此時(shí)加在它兩端的電壓叫滿偏電壓Ug,已知電壓表的內(nèi)阻Rg=100Ω,滿偏電流Ig=1mA．假如運(yùn)用a和b兩接線柱時(shí),可改裝成量程為3V的電壓表V1;假如運(yùn)用a和c兩接線柱時(shí),可改裝成量程為15V的電壓表V2,如圖甲所示．求:(1)滿偏電壓Ug__;(2)定值電阻R1、R2的阻值__、__;(3)為了檢驗(yàn)改裝后的電壓表是否精確,小華利用如圖乙所示的電路進(jìn)行檢查,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的示數(shù)為2.4V時(shí),電流計(jì)的指針應(yīng)指在多少毫安處才能說(shuō)明改裝后的電壓表是精確的__?【答案】（1）0.1V；（2）12000歐；（3）0.8mA【解析】（1）依據(jù)可得，滿偏電壓為：（2）依據(jù)題意得，接ab時(shí)，量程為3V，電流為1mA，依據(jù)歐姆定律可得R1的阻值為：；接ac時(shí)，量程為15V，電流為1mA，依據(jù)歐姆定律可得R2的阻值為：；（3）依據(jù)圖乙可知，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V與改裝電壓表是并聯(lián)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為2.4V，說(shuō)明電流計(jì)和定值電阻R1兩端的總電壓為2.4V；通過(guò)電流計(jì)的電流為：．即電流計(jì)的指針應(yīng)指在8毫安處．8．實(shí)際測(cè)量中運(yùn)用的大量程電流表是由小量程電流表改裝而成的．圖中G是滿偏電流（即小量程電流表允許通過(guò)的最大電流）Ig=1mA的電流表，其電阻Rg=100Ω，圖為某同學(xué)改裝后的電流表電路圖，R1、R2為定值電阻．若運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱時(shí)，電表的量程為3mA；若運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱時(shí)，電表的量程為10mA，求R1，R2的阻值．【答案】R1=15Ω，R2=35Ω【解析】（1）若運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)后再與靈敏電流表G并聯(lián)，所以依據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：UG=U串=IGRG=1×10-3A×100Ω=0.1V，電表的量程為3mA，所以通過(guò)R1、R2支路的電流為I12=I-IG=3mA-1mA=2mA，R1、R2的總電阻………….①（2）若運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱時(shí)，靈敏電流表G和R2串聯(lián)以后再和R1并聯(lián)，所以依據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：UG′+U2=U1，Ig（Rg+R2）=I1R1=（I′-Ig）R10.001A×（100Ω+R2）=（0.01A-0.001A）×R1……….②解得：R1=15ΩR2=35Ω答：電阻R1、R2分別為15Ω、35Ω．9．如圖所示虛線框內(nèi)的電路，G為小量程電流表，Ro為定值電阻，電源電壓為1.5V，A、B為兩個(gè)表筆（相當(dāng)于兩根導(dǎo)線），分別與框內(nèi)的電路相連．現(xiàn)將兩個(gè)表筆A、B干脆連接起來(lái)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最大位置處（滿偏），此時(shí)電路中總電阻為150Ω，此后始終保持滑片P位置不變．（1）求當(dāng)電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最大位置處時(shí)電流的大小．（2）若A、B與一個(gè)電阻R1兩端相連，電流表的指針恰好指在刻度盤的中心刻度（即電流為滿偏電流的一半），求R1的阻值大?。?）若A、B間所接的電阻為Rx，試推導(dǎo)出Rx的表達(dá)式（用電流表的讀數(shù)I及所給已知量表示）．【答案】(1)0.01A(2)150Ω(3)1.5V/I-150Ω【解析】(1)I1="U/R"=1.5/150Ω=0.01A(2)I2=0.005AR總=U/I2=1.5V/0.005=300ΩR1=R總-R=300Ω-150Ω=150Ω(3)由歐姆定律得：I=U/(Rx+R)，所以，Rx="1.5V/I"-150Ω10．用毫安表測(cè)電壓如圖甲，虛線框表示的是一個(gè)由毫安表（屬于電流表）改裝成的電壓表，a、b屬于電壓表的兩個(gè)接線柱。已知毫安表的量程為Ig，電阻為Rg：(1)此電壓表所能測(cè)的最大電壓U，則與毫安表相串聯(lián)的電阻Rx＝___________；(2)若Ig＝5mA，Rx＝2.8kΩ，圖乙毫安表的表盤上已標(biāo)出了15V的位置，請(qǐng)?jiān)诒肀P上標(biāo)出3V、10.5V的位置；(3)若在運(yùn)用中發(fā)覺(jué)電壓表的示數(shù)總比正確值稍小一些，則應(yīng)采納以下_________方法予以改進(jìn)（只有一個(gè)選項(xiàng)正確，選填相對(duì)應(yīng)的字母）。A．在Rx上串聯(lián)一個(gè)比Rx小得多的電阻B．在Rx上串聯(lián)一個(gè)比Rx大得多的電阻C．在Rx上并聯(lián)一個(gè)比Rx小得多的電阻D．在Rx上并聯(lián)一個(gè)比Rx大得多的電阻【答案】D【解析】(1)[1]將電流表與Rx串聯(lián)改裝成的電壓表，已知毫安表的量程為Ig，電阻為Rg，此電壓表所能測(cè)的最大電壓U，則有所以(2)[2]圖乙毫安表的表盤上已標(biāo)出了15V的位置，即其量程是0～15V，有5大格，每一大格是3V，其中有10個(gè)小格，所以分度值是0.3V，則3V在第一大格的位置，10.5V在第三大格和第四大格中間的位置，如圖所示：(3)[3]若在運(yùn)用中發(fā)覺(jué)電壓表的示數(shù)總比正確值稍小一些，則是通過(guò)此電壓表的電流稍小了，要讓電流稍大一點(diǎn)，則應(yīng)減小總電阻，給Rx并聯(lián)一電阻可達(dá)到要求，若并聯(lián)一比Rx小得多的電阻，其并聯(lián)值會(huì)比并聯(lián)的電阻阻值還要小，電流增加太多，故應(yīng)并聯(lián)一比Rx大得多的電阻可使總電阻稍變小，滿意要求。故選D。11．電學(xué)試驗(yàn)中運(yùn)用的電流表和電壓表都是由小量程電流表G（如圖甲）改裝而成的，從電路的角度看，表頭就是一個(gè)電阻，同樣遵從歐姆定律。電流表G的電阻Rg叫做電流表內(nèi)阻，指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig叫做滿偏電流，加在它兩端的電壓Ug叫做滿偏電壓。則：（1）電流表G的滿偏電壓Ug為________。（2）如圖所示，有一個(gè)電流表G，內(nèi)阻Rg=10Ω，滿偏電流為30mA，如圖乙將電流表G串聯(lián)一個(gè)電阻R為_______Ω后，就將它改裝成了一個(gè)量程為3V的電壓表。（3）將該電流表G改裝成了一個(gè)量程為0.6A的電流表，應(yīng)_______（選填“串聯(lián)”或者“并聯(lián)”）一個(gè)R'=______Ω的電阻。（結(jié)果保留2位小數(shù)）【答案】IgRg90并聯(lián)0.53【解析】(1)[1]由知道，電流表的滿偏電壓：Ug=IgRg；(2)[2]由于內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為30mA，由歐姆定律滿偏電壓是：Ug=IgRg=0.03A×10Ω=0.3V電流表滿偏電壓為0.3V，若將該電流表G改裝成了一個(gè)量程為3V的電壓表，依據(jù)串聯(lián)分壓知道，須要應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻R；分去的電壓是：UR=3V-0.3V=2.7V；由于R的電壓是電流表內(nèi)阻電壓的倍，依據(jù)分壓原理知道，R的電阻應(yīng)是：9×10Ω=90Ω；(3)[3]由于滿偏電流為30mA，所以，依據(jù)并聯(lián)分流知道，須要應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻R'；[4]依據(jù)并聯(lián)分流知道，通過(guò)并聯(lián)一個(gè)電阻R'的電流是：IR=I-Ig=0.6A-0.03A=0.57A，由歐姆定律，電阻R'的阻值是：。12．如圖所示，是紅星中學(xué)九年級(jí)物理課外實(shí)踐活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的風(fēng)力測(cè)量?jī)x的電路示意圖．其電源電壓U=6V，電路愛護(hù)電阻R1=2Ω，勻稱電阻絲的阻值R2=3Ω，金屬絲（電阻忽視不計(jì)）的上端固定在0點(diǎn)，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動(dòng)塑料片時(shí)，金屬絲向左搖擺并與電阻絲保持良好的接觸，風(fēng)力表由電壓表改裝而成．（1）無(wú)風(fēng)時(shí)，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？（2）風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是