1、第3课时(小专题)电学仪器的使用及基本电路的选择突破一 电流表、电压表的读数及使用1两种电表的电路结构及读数方法电流表电压表符号参数量程：00.6 A,03 A内阻：小于1 量程：03 V,015 V内阻：3 k，15 k电路结构读数方法视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3 A量程估读到最小分度的1/10，0.6 A量程的估读到最小分度的1/2视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3 V量程估读到最小分度的1/10,15 V量程的估读到最小分度的1/52.两种电表的使用技巧(1)机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻线的位置。(2)选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满刻度的
2、13以上。若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程。(3)正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。(4)正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位。(5)注意内阻：电流表和电压表一方面作为仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，如伏安法测电阻等。【典例1】分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中。电表所选量程测量值03 V015 V03 A00.6 A解析 表中03 V的电压表
3、和03 A的电流表读数方法相同，精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。答案 2.14 V 10.7 V 0.80 A 0.16 A【变式训练】1图1甲是学生实验用的两个量程的电流表刻度盘，当用“”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是_A，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。当使用电流表“”和“3”两个
4、接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。图1图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过_V，每小格表示_V；图中指针示数为_V。若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示_V；图中指针示数为_V。答案 0.6 0.02 0.48 0.1 2.40 3.0 0.1 1.70 0.5 8.5突破二 测量电路的接法及选择1电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R 测U测I测 RxRARx，测量值大于真实值R 测U测I测 RxRVRxRVRx，测量值小于
5、真实值适用条件RARxRVRx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2.两种电路的选择(1)阻值比较法先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若 Rx 较小，宜采用电流表外接法；若 Rx 较大，宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法 RVRxRxRA时，用电流表外接法。RxRARVRx时，用电流表内接法。(3)试触法若不知Rx的大概阻值，可采用“试触法”，将电路如图2所示连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下。若电流表“相对变化”明显，说明电压表分流作用较大，应采用电流表内接法；若电压表“相对变化”明显，说明电流
6、表分压作用较大，应采用电流表外接法。图2【典例 2】(2014新课标全国卷，22)，在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 约为 200，电压表 的内阻约为 2 k，电流表 的内阻约为 10，测量电路中电流表的连接方式如图 3(a)或(b)所示，结果由公式 RxUI 计算得出，式中 U 与I 分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1和 Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。图3解析 由于RVRx2 000200
7、 10，而RxRA20010 20，可见RxRARVRx，应采用题图(a)电路测量更准确，即 Rx1 更接近待测电阻的真实值；由于 Rx1UI，其中 R 真URIR，而 UUR，IIR，则 Rx1R 真，即测量值 Rx1 大于真实值；又由于 Rx2UI，R 真URIR，其中 UUR，IIR，则 Rx2RVRx，故采用电流表内接法。答案 见解析突破三 滑动变阻器两种接法的选择1滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载 R 上电压调节范围RERR0UE0UE分压电路调节范围大负载 R 上电流调节范围ERR0IER0IER分压电路调节范围大闭合 S 前触头位置b 端
8、a 端都是为保护电路元件2.两种接法的选择(1)选择不同接法的原则 安全性原则不超量程在允许通过的最大电流以内电表、电源不接反方便性原则便于调节便于读数经济性原则：损耗能量最小(2)下列情况下滑动变阻器应采用分压接法题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够。题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值。题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。【典例3】为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30)，有以下一些器材可供选择。电流表A1(量程050 mA，内阻约10)；电流表A2(量程03 A，内阻约0.12)；电压表V1(量程03 V，内阻很大)；电
9、压表V2(量程015 V，内阻很大)；电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2)；定值电阻R(20，允许最大电流1.0 A)；滑动变阻器R1(010，允许最大电流2.0 A)；滑动变阻器R2(01 k，允许最大电流0.5 A)；单刀单掷开关S一个，导线若干。(1)电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_。(填字母代号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx_。解析(1)首先选取唯一性器材：电源 E(电动势约为 3 V，内阻约为 0.2)，定值电阻 R(20 允许最大
10、电流 1.0 A)，单刀单掷开关 S，导线。电源电动势约为 3 V，所以电压表选择 V1(量程03 V，内阻很大)；待测电阻 Rx 的阻值约为 30，流过 Rx的最大电流为 3 V30 0.1 A100 mA，如果电流表选择 A2(量程03 A，内阻约 0.12)，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择 A1(量程 050 mA，内阻约 10)；滑动变阻器 R2 的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选 R1(010，允许最大电流 2.0 A)。(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻 Rx 的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电
11、流表的电流不超过其最大量程，即50 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻 R，起保护作用。实验原理图如图所示。(3)根据欧姆定律可得 RxUI R。答案(1)A1 V1 R1(2)见解析图(3)UI R【变式训练】3一只小灯泡，标有“3 V,0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12V，内阻为1；最大阻值为5 的滑动变阻器；电流表的内阻为1；电压表的内阻为10 k；开关一个、导线若干。(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用_(选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用_(选填“分压式”或“限流式”)接法。(2)在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。解析 因小灯泡正常工作时的电阻约为 RxU2P 15，而电流表、电压表的内阻分别为 1 和 10 k，满足 RVRx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需 3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。答案(1)外接 分压式(2)如图所示解析 因小灯泡正常工作时的电阻约为 RxU2P 15，而电流表、电压表的内阻分别为 1 和 10 k，满足 RVRx，电流表应外接；实验中因小灯泡两端电压只需 3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。答案(1)外接 分压式(2)如图所示
