電表的非常規(guī)接法

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1、電表的非常規(guī)接法　　電表的常規(guī)接法是：電流表串聯(lián)接入電路中，電壓表并聯(lián)接在電路上.如果沒有特別聲明，可把電表理想化(即RA=0,RV=∞)，電表的接入和取出對(duì)電路不產(chǎn)生影響?！　?shí)際使用的電流表內(nèi)阻很小但不為零，電壓表內(nèi)阻很大但不為無窮大。實(shí)驗(yàn)時(shí)，電表可以采用非常規(guī)接法，即電流表并聯(lián)在用電器兩端，電壓表串聯(lián)在電路上.本文結(jié)合高考試題，對(duì)電表的非常規(guī)接法作一分析探討，以便教學(xué)中進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練?！　‰妷罕淼拇?lián)接法　　　要求測量電壓表的內(nèi)阻時(shí)，可以把電壓表當(dāng)作定值電阻串聯(lián)在電路中，此時(shí)電壓表的示數(shù)就是它兩端的實(shí)際電壓.若用電流表與它串聯(lián)，由電流表上讀出電流數(shù)值，用RV=U/I便可計(jì)算出電壓

2、表的內(nèi)阻.此接法避免了“伏安法測電阻”的原理中，由于電壓表、電流表的接入導(dǎo)致測量值與真實(shí)值不相等而產(chǎn)生的誤差?！　±?(1997年高考題)：某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ～50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材?！　〈郎y電壓表V(量程3V)　電流表A1(量程200μA)電流表A2(量程0.6mA)　　電流表A3(量程0.6A)　滑動(dòng)變阻器R(較大阻值1kΩ)電源E(電動(dòng)勢4V)　　開關(guān)S　　(1)所提供的電流表中，應(yīng)選用_______(填寫字母代號(hào))　　(2)為了盡量減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。　　分析與解答：要測量電壓表的內(nèi)阻，它兩端的電壓

3、可由電壓表的示數(shù)讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯(lián)才能測出.因?yàn)殡妷罕砹砍虨?V，內(nèi)阻為20kΩ～50kΩ，所以流過電壓表的較大電流為　　　　　Ivm=3V/20×103Ω=1.5×10-4A=150μA　　圖1　　則電流表選擇A1　　由于滑動(dòng)變阻器電阻比電壓表內(nèi)阻小得多，且要求盡量減小誤差，測量多組數(shù)據(jù)，所以采用分壓器電路，如圖1所示?！　∪舸郎y電阻為高值電阻，當(dāng)流過高值電阻的電流太小不便用電流表測量時(shí)，用一只知道內(nèi)阻的電壓表，采用非常規(guī)接法可以測出高值電阻值?！　±?：一只電壓表，量程已知，內(nèi)阻為RV，另有一電池(電動(dòng)勢未知，但不超過電壓表的量程，內(nèi)阻可忽略不計(jì))。請用這只電

4、壓表和電池，再和一個(gè)開關(guān)以及一些連接用導(dǎo)線，設(shè)計(jì)測量某一高值電阻Rx的實(shí)驗(yàn)方法.(已知Rx的值與RV相差不大)　　圖2　　分析與解答：由于電池組內(nèi)阻不計(jì)，直接用電壓表接到電源正負(fù)極上，電壓表讀數(shù)U1=E。　　用電壓表與Rx串聯(lián)，如圖2所示，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U2，所以Rx兩端電壓為E-U2，由串聯(lián)電路特點(diǎn)得　　U2/RV=(E-U2)/Rx　　則Rx=(U1-U2/U2)*RV　　2電流表的并聯(lián)接法　　　電路兩端電壓很小，把電流表并聯(lián)在電路上，流過電流表的電流小于量程，這種非常規(guī)接法仍然可行.如2000年高考16題，電流表必須并聯(lián)?！　±?(2000年高考題)：從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材

5、，設(shè)計(jì)一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)?！　∑鞑?代號(hào))　　規(guī)格　　電流表(A1)　　量程10mA,內(nèi)阻r1,待測(約40Ω)　　電流表(A2)　　量程500μA,內(nèi)阻r2+750Ω)　　電壓表(V)　　量程10V,內(nèi)阻r3=10kΩ　　電阻(R1)　　　阻值約100Ω,作保護(hù)電阻用　　滑動(dòng)變阻器(R2)　　總阻值約50Ω　　電池(E)　　　電動(dòng)勢1.5V,內(nèi)阻很小　　開關(guān)(S)　　　　　　導(dǎo)線若干　　　　　(1)畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。　　(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為____式中各符號(hào)的意義是__

6、_____?！　》治雠c解答：待測電流表A1的量程I1m=10mA，內(nèi)阻r1約為40Ω，則電流表A1兩端的較大電壓U1m=I1mr1=10×10-3A×40Ω=0.4V。　　若用量程為10V的電壓表與A1并聯(lián)測電壓，電壓表讀數(shù)誤差太大，此電壓表不能選用。　　因?yàn)橐阎娏鞅鞟2的內(nèi)阻r2=750Ω，I2m=500μA，A1、A2兩端的較大電壓U2m=I2mr2=500×10-6A×750Ω=0.375V。用A2與A1并聯(lián)，可設(shè)法做到并聯(lián)后電壓不大于0.375V，則A1與A2兩端電壓相等，U1=U2I1r1=I2r2　　r1=I2r2/I1　　式中I1為流過A1的電流，I2為流過A2的電流，

7、r1為電流表A1的內(nèi)阻，r2為電流表A2的電阻?！　D3　　若要測量精度高，電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法效果更佳。電路圖如圖3所示?！　「呖伎荚囌f明中要求考生會(huì)正確使用電壓表、電流表，指的是會(huì)常規(guī)的連接方法，也包含會(huì)創(chuàng)造性地使用非常規(guī)連接方法，這是更高層次上的能力考查，就是近年來高考中重點(diǎn)考查的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ弧　?/p>