高中物理选修3 1 把表头改装成电流表课件.ppt

1、想知道它们内部的量程转换原理吗？想知道它们内部的量程转换原理吗？VV0.6A3A别名：灵敏电流计别名：灵敏电流计（1）从电路的角度看，）从电路的角度看，表头就是一个表头就是一个电阻电阻，同样，同样遵从遵从欧姆定律欧姆定律，表头与其，表头与其他电阻的不同仅在于通过他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从表头的电流是可以从刻度刻度上读出来的。上读出来的。（2）作用：能够）作用：能够测量微小电流和电压。测量微小电流和电压。一、一、认识认识小量程的电流表小量程的电流表G（表头）（表头）（3）结构）结构永磁体永磁体 线圈线圈（4）原理）原理通电线圈在磁场中转动通电线圈在磁场中转动指针偏转角度指针偏转角度

2、流经电流计的电流流经电流计的电流一、一、认识认识小量程的电流表小量程的电流表G（表头）（表头）表头内阻表头内阻:电流计内阻电流计内阻 Rg满偏电流满偏电流:指针偏转到指针偏转到最大值最大值时的电流时的电流 Ig满偏电压满偏电压：电流表通过：电流表通过满偏电流满偏电流时加在它两端的电压时加在它两端的电压 Ug电路图符号：电路图符号：（5）三个参数）三个参数gggUI R三个参数关系：三个参数关系：一、一、认识认识小量程的电流表小量程的电流表G（表头）（表头）常用的常用的电压表电压表和和电流表电流表都是由都是由小量程小量程的电的电流表流表改装改装而成的而成的 G_+IRR=?GRgIgAIRA有一

3、个电流表有一个电流表G,内阻为内阻为Rg25,满偏电流为满偏电流为Ig=3mA,要把它改装成要把它改装成量程量程为为I=0.6A的安培表的安培表,应该怎么办？应该怎么办？I并联小电阻并联小电阻0123A指针指在满刻度处，指针指在满刻度处，表头中流过电流为表头中流过电流为3mAIR=（0.6-0.003）A=0.597A125.0RRRRRggA126.0A597.0V25103IIRIR3gggIRR=?GRgIgIAIRA改装后的电流表内阻（总电阻）改装后的电流表内阻（总电阻）很小，但不是很小，但不是00123A00.20.40.6UI1RgIxIR RI1=Ix+IR=Ix+(IxRg)/

4、R=Ix(1+Rg/R)即I1=KIxGIIgRgRI-Ig由由 (I-Ig)R=Ig RggggIIRIR 若若I=n Ig ，则则1 nRIIRIRgggg注意：电流表注意：电流表量程越大量程越大，分流电阻越小，分流电阻越小，这这就是通常电流表就是通常电流表内阻很小内阻很小的原因。的原因。1.原理：并联分流原理：并联分流2.方法：并联电阻方法：并联电阻3.再将表盘对应示数改装。再将表盘对应示数改装。UgAIUgIIgIRRRgGgggIIRRI)1(gggIIRIR00.20.40.6A0123mAUgURUGRg有一个电流表有一个电流表G,内阻为内阻为Rg10,满偏电流为满偏电流为Ig=

5、3mA,要要把它改装成量程为把它改装成量程为U=15V的伏特表的伏特表,应该怎么办？应该怎么办？思考思考1 1：能让：能让15V15V的电压全部的电压全部加在表头吗？怎么办？加在表头吗？怎么办？RUVRV串联一个大电阻串联一个大电阻UgURUGRg有一个电流表有一个电流表G,内阻为内阻为Rg10,满偏电流为满偏电流为Ig=3mA,要要把它改装成量程为把它改装成量程为U=15V的伏特表的伏特表,应该怎么办？应该怎么办？思考思考2 2：当被测电压是：当被测电压是15V15V时，指时，指针应该指在哪里？表头两端应该针应该指在哪里？表头两端应该加多大电压？其余电压加在哪里？加多大电压？其余电压加在哪里

6、？R0123A 指针指在满刻度处，表指针指在满刻度处，表头中流过电流为头中流过电流为3mA；表表头电压头电压Ug=IgRg=0.03V，其其余电压加在分压电阻余电压加在分压电阻R上上UR=14.97VUgURUGRg思考思考3 3：要串联的电阻上分：要串联的电阻上分担多少电压？需要多大的担多少电压？需要多大的电阻分压？电阻分压？思考思考4：改装后的电压表内阻：改装后的电压表内阻RV是多大？是多大？RRV=Rg+R=5000有一个电流表有一个电流表G,内阻为内阻为Rg10,满偏电流为满偏电流为Ig=3mA,要要把它改装成量程为把它改装成量程为U=15V的伏特表的伏特表,应该怎么办？应该怎么办？3

7、gR10990.4IUR解：满偏电压解：满偏电压Ug=IgRg=0.03V需电阻分压需电阻分压UR=U量程量程-Ug=14.97V分压电阻分压电阻改装后的电压表改装后的电压表内阻（总电阻）内阻（总电阻）很大，但不是无很大，但不是无穷大穷大思考思考5 5：改装后的表：改装后的表盘需要做怎样的改盘需要做怎样的改变？变？051015V0123mAU1=Ux+UR=IxR+IxRg=Ix(R+Rg)即U1=KIx(R+Rg)IxRgRUxURU1 串联电阻串联电阻R的作用是分担一部分电压，作的作用是分担一部分电压，作这种用途的电阻叫分压电阻。这种用途的电阻叫分压电阻。由：RUURUggg令：令：U=n

8、Ug 则有则有ggggRnRUUUR)1(GUUgU-UgRgR注意：电压表注意：电压表量程越大量程越大，分压电阻越大，分压电阻越大，这这就是通常电压表就是通常电压表内阻很大内阻很大的原因。的原因。R=URIg方法：串联一个电阻，让这个电阻方法：串联一个电阻，让这个电阻分担分担(U-Ug)的电压的电压,串联的电阻为串联的电阻为051015V0123mAU-IgRgIg=1.原理：原理：串联分压串联分压2.方法：串联电阻方法：串联电阻3.再将表盘对应示数改装。再将表盘对应示数改装。电压表电压表V刻度盘上的电压值刻度盘上的电压值不表示不表示加在电流表加在电流表G上的电压，而是表示加在电压表上的电压

9、。上的电压，而是表示加在电压表上的电压。1有一个电流表有一个电流表G,内阻为内阻为Rg120,满偏电满偏电流为流为Ig=3mA,给它并联一个给它并联一个0.12的电阻改装的电阻改装为安培表为安培表,问此安培表的量程为多大？问此安培表的量程为多大？2、有一块为、有一块为Ig=1mA，内阻为，内阻为Rg=1 K的电流的电流表要把它改装成量程为表要把它改装成量程为10mA的电流表，怎么办？的电流表，怎么办？表盘如何改写？表盘如何改写？1mA0.5G10mA5AGR K913.一块满偏电流为一块满偏电流为Ig=1mA，内阻为，内阻为Rg=1 K的电流表要把它改装成量程为的电流表要把它改装成量程为10V

10、的电压表，怎么办？如何改写表盘的电压表，怎么办？如何改写表盘？GR9K 0.5G1mAV1V0.5 510VV改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流gggRIIIRgggRUUURRRRgVRRRRRggA总结：小量程电流表的改装总结：小量程电流表的改装1）电流表电压表的原理？）电流表电压表的原理？2）电流表为什么要）电流表为什么要串联串联在电路中；而电压表为在电路中；而电压表为什么一定要什么一定要并联并联在电路中呢？在电路中呢？承前启后：承前启后：不能对原有电路产生较大的影响不能对原有电路产生较大的影响3）改装）改装双量程双量程电

11、流表、电压表，如何设计电流表、电压表，如何设计电路？电路？小量程电流表改装成电压表和电流表是小量程电流表改装成电压表和电流表是串、并联电路知识用于实际的范例。串、并联电路知识用于实际的范例。如图示是一个双量程电流表如图示是一个双量程电流表,Ig=0.5mA，Rg=200，计算计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2R110mA1mAI1I2解：解：（R1+R2）(I1-Ig)=Ig Rg Ig（Rg+R2）=(I2-Ig)R1 解得解得 R1=20 R2=180 如甲、乙图示是一个双量程电压表如甲、乙图示是一个双量程电压表,Ig=1mA，Rg=100，计算，计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2

12、R115V3V甲甲3V15VR2R1G乙乙GR2R115V3V甲甲3V15VR2R1G乙乙解：解：甲图甲图 Ug=IgRg=0.1V，R1=2900 R2=14900 乙图乙图 同样求出同样求出R1R1=2900 R2=12 k以上两种改装方法哪种更好？以上两种改装方法哪种更好？某电流表内阻某电流表内阻Rg为为200，满偏电流，满偏电流Ig为为2mA，如下图甲、乙改装成量程为，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，乙两种情况下，R1和和R2各为多少？各为多少？解析：解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反按

13、图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得比，可得 按图乙接法，量程为按图乙接法，量程为1A时，时，R2和和Rg串联后与串联后与R1并联；并联；量程为量程为0.1A时，时，R1和和R2串联后与串联后与Rg并联，分别得：并联，分别得：Ig(RgR2)(1Ig)R1 IgRg(0.1Ig)(R1R2)解得：解得：R10.41，R23.67 点评：点评：改装成两个量程的电流表的两种方法，改装成两个量程的电流表的两种方法，其中乙图接法比甲图接法好其中乙图接法比甲图接法好，虽图甲接法中各，虽图甲接法中各分流电阻独立，便于计算和调查，但万一开关分流电阻独立，便于计算和调查，但万一开关S接触不良接触不良，

14、没有接通没有接通，或测量时，或测量时交换量程交换量程的的过程中，电流全部流经表头，将把表头烧坏过程中，电流全部流经表头，将把表头烧坏 读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读：读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读：(1)量程为量程为3 V和和3 A的电压表和电流表，其最小分度的电压表和电流表，其最小分度为为0.1 V和和0.1 A,读数要估读到最小分度的十分之一读数要估读到最小分度的十分之一.(2)量程为量程为0.6 A的电流表的电流表，其最小分度为，其最小分度为0.02 A,读读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此

15、最后读数如果以安培为单位，格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面小数点后面有两位有两位，尾数可能为，尾数可能为0、1、2、3(3)量程为量程为15 V的电压表的电压表，其最小分度为其最小分度为0.5 V,读数读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只位，小数点后面只有一位有一位，尾数为，尾数为0、1、2、3、4 电路图如图示电路图如图示R1GVRSV为标准电压表，为标准电压表，R为滑动变阻器（分压器接法），为滑动变阻器（分压器接法），虚线框中为改装电压表。虚线框中为改装电压表。改变变阻器改变变阻器R的滑片

16、位置，使的滑片位置，使V 的示数分别为的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V核对改装电压表的示数是核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。例如：改装的电压表满刻度例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表时，标准电压表V的的读数为读数为3.1V，则百分误差，则百分误差%2.3%1001.30.31.3一量程为一量程为100100A A的电流表的电流表,内阻为内阻为100100,表盘刻度均匀表盘刻度均匀,现串联一个现串联一个9900 9900 的电阻将它改装成电压表的电阻将它改装成电压表,则则该电压表的量程是该

17、电压表的量程是 V,V,用它来测用它来测量电压时量电压时,表盘指针位置如图所示表盘指针位置如图所示,此此时电压表的读数大小为时电压表的读数大小为 V V505010010010.5 如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表表和两个伏特表。安培表A1的量程大于的量程大于A2的量程，伏的量程，伏特表特表V1的量程大于的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，的量程，把它们按图接入电路，则则安培表安培表A1的读数的读数 安培表安培表A2的读数；的读数；安培表安培表A1的偏转角的偏转角 安培表安培表A2的偏转角的偏转角伏特表伏特表V

18、1的读数的读数 伏特表伏特表V2的读数；的读数；伏特表伏特表V1的偏转角的偏转角 伏特表伏特表V2的偏转角的偏转角大于大于 等于等于 大于大于 等于等于 A.两只电表的指针偏转角相同B.两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角13、用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时()AVsA.010V B.020VC.1020V D.2030V9、在图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,UCD的变化范围是()RVRRABCD如图

19、所示如图所示,电路由电流计与四个电阻连接电路由电流计与四个电阻连接而成而成.电流计内阻电流计内阻R Rg g=80=80,满偏电流满偏电流I Ig g=1mA.=1mA.R R1 1=R=R2 2=10=10 ,R,R3 3=194=194 ,R,R4 4=790=790.若使用若使用1212接接线柱电路可做线柱电路可做 表表.量程为量程为 .若使用若使用1313接线柱可做接线柱可做 表表.量程为量程为 .若使若使用用1414接线柱电路可做接线柱电路可做 表表.量程为量程为 .若使用若使用1515接线柱可做接线柱可做 表表.量程为量程为 .R1R21R3R42345实际电路中，电压表和电流表既是一个测实际电路中，电压表和电流表既是一个测量仪表，同时又是一个用电器量仪表，同时又是一个用电器(电阻），电阻），电压表内阻很大电压表内阻很大RV=nRg.电流表内阻很少电流表内阻很少RA=Rg/nA.保持R2不变,增大R1B.增大R1,减小R2C.保持R2不变,减小R1D.增大R2,减小R111、如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针G刚好满偏，当a、b间的电压为3V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是()R1R2aGb