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1.(电表的改装)将分压电阻串联在电流表上,改装成电压表,下列说法中对的的是( )
A.接上分压电阻后,增大了原电流表的满偏电压
B.接上分压电阻后,电压按一定比例分派在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压不变
C.如分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大到n倍
D.通电时,通过电流表和分压电阻的电流一定相等
答案 BD
解析 电流表改装成电压表后,电压按一定比例分派在电流表和分压电阻上,电流表的满偏电压并不改变,并且电流表和分压电阻是串联关系,通过的电流一定相等,故选项A错误,选项B、D对的.如分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大到(n+1)倍,故选项C错误.
2.(电表改装原理)如图7所示,甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中对的的是( )
图7
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程减小
D.上述说法都不对
答案 B
解析 电压表中电阻分压,串联;电流表中电阻分流,并联.甲表为电流表,乙表为电压表.并联电路电阻大时分流少,所以R增大时量程减小;串联电路电阻大时分压多,所以R增大时量程增大.
3.(伏安法测电阻)如图8所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 A, Ω,那么有关待测电阻Rx的下列说法对的的是( )
图8
A.Rx的测量值比真实值大
B.Rx的测量值比真实值小
C. Ω
D. Ω
答案 AC
解析 由于电流表和Rx直接串联,所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I,电压表并联在电流表和Rx串联电路的两端,故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U,所以Rx的测量值Rx′=大于真实值Rx=,故A对.Rx的真实值为:Rx=== Ω= Ω,故C对.
4.(电流表的改装) A的电流表,与阻值为1 A的电流, A,若将该电流表的量程扩大为5 A,则应________联一个阻值为________
Ω的电阻.
答案 并
解析 电流表内阻Rg= Ω= Ω,当量程扩大为5 A时,Ig′= A,分流电流IR=(5-) A= A,所以分流电阻R=Ug′/IR== Ω≈ Ω.
题组一 电压表的改装
1.把表头G改装成电压表时,下列说法对的的是( )
A.改装的原理是串联电阻有分压作用
B.改装成电压表后,原电流表自身允许通过的最大电流值也随着变大了
C.改装后原电流表自身的电阻也增大了
D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不变
答案 AD
解析 电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用,故A对的;电流表改装成电压表后Rg、Ig、Ug均不变,故B、C错误,D对的.
2.一个电压表由表头与分压电阻R串联而成,如图1所示,若在使用中发现此电压表的读数总是比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可以加以改善( )
图1
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 D
解析 若在R上再串联一个电阻,只会导致电压表的内阻更大,读数比实际值更小,误差更大,不可行;若在R上并联一个电阻,可以引起总电阻的减小,但若并联一个比R小得多的电阻,并联的总电阻也会比R小得多,会引起电压表的示数比实际值大,导致更大的误差.所以只能在R上并联一只比R大得多的电阻,使并联的总电阻稍小于R,可以满足规定.综上可知,选项D对的.
3.有一只满偏电流Ig=5 mA,内阻Rg=400 V的电压表,应________联一个________Ω的分压电阻.该电压表的内阻为________Ω.
答案 串 1 600 2 000
解析 改装成电压表时应串联一个分压电阻.由欧姆定律得U=Ig(Rg+Rx),分压电阻Rx=-Rg= Ω-400 Ω=1 600 Ω,该电压表内阻RV=Rg+Rx=2 000 Ω.
4.一量程为100 μA的电流表,内阻为100 Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程为______ V.用它来测量电压时,表盘指针位置如图2所示,此时电压表的读数大小为______ V.
图2
答案 1
题组二 电流表的改装
5.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法对的的是( )
A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流
B.改装成电流表后,表头G自身允许通过的最大电流并不改变
C.改装后,表头G自身的电阻减小了
D.改装后使用时,表头G自身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的电流增大了
答案 BD
解析 把表头G改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但表头的各特性量都不变,故B、D对,A、C错.
6.一个电流表的刻度盘的每1小格代表1 μA,,刻度盘的每一小格代表n μA,则( )
A.给它串联一个电阻,阻值为nRg
B.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
C.给它并联一个电阻,阻值为
D.给它并联一个电阻,阻值为
答案 D
7.一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成.若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些,下列采用的措施对的的是( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 A
解析 电流表读数比准确值稍小些,是由于并联的电阻R阻值偏小,而使流经小量程的电流表的电流偏小导致的,所以应当给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻,从而使通过G的电流变大
.
题组三 综合题组
8.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图3所示,则闭合电键后,下列有关电流表的示数和电流表指针偏转角度的说法对的的是( )
图3
A.图(a)中的A1、A2的示数相同
B.图(a)中的A1、A2的指针偏角相同
C.图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同
答案 B
解析 电表的示数是由通过电流表A1、A2的电流决定的,而电表指针的偏角是由通过内部小量程电流表的电流决定的.两个电流表并联时,两个相同的小量程电流表是并联关系,所以,通电时,两小量程的电流表中通过的电流相同,A1、A2的指针偏角相同,B对的; A1、A2的内阻不同,并联时,A1、A2中通过的电流不同,A1、A2的示数不相同,A不对的;A1、A2两表串联时,通过电流表的电流相同,示数相同;但是,由于电流表内阻不同,通过小量程电流表的电流不同,A1、A2的指针偏角不同,故C、D错误.
9.两个定值电阻R1、R2串联接在U=12 V的稳压直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图4所示,电压表达数为8 V.假如把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
图4
A.小于4 V
B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V
D.等于或大于8 V
答案 A
解析 电压表指针的偏转角度取决于通过电压表的电流大小,电压表的示数等于通过电压表的电流与电压表内阻RV的乘积,当电压表并联在电阻R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,根据电阻并联的公式推知它将小于R1,由于ac间电压为12 V,于是由电压表的读数8 V可推出电阻R2两端电压为4 V,由此根据欧姆定律就推出Rab∶R2=2∶1,这样由Rab<R1得出R1∶R2>2∶ V不变,由此根据串联电路的分压原理可以推断,当不用电压表测量时,电阻R2两端的电压小于4 V;当把电压表并联在R2两端时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,所以Rbc<R2,因而,电压表达数一定小于4 V.所以本题的对的选项是A.
10.图5是改装并校准电流表的电路图,已知表头a的量程为Ig=600 μA,内阻为Rg,A是标准电流表,规定改装后的电流表量程为I=60 .
(1)图中分流电阻Rp的阻值为________.
图5 图6
(2)在电表改装成后的某次校准测量中,A表的示数如图6所示,(均保存一位小数).
答案 (1) (2)
11.如图7为实验室常用的两个量程的电压表原理图.当使用O、A两接线柱时,量程为3 V;当使用O、B两接线柱时,量程为15 V.已知电流计的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=100 .
图7
答案 ×104 Ω ×105 Ω
解析 串联分压电路的特点就是电流相同.在改装的电压表中,各量程达成满偏电压时,通过“表头”的电流均为满偏电流.
接O、A时:Ig=
即R1=-Rg=(-500) Ω=×104 Ω
接O、B时:Ig=
即R2=-Rg-R1=(-500-×104) Ω≈×105 Ω
12.已知电流表的内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA,要把它改装成量程是6 V的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3 A的电流表,应并联多大的电阻?
答案 1 880 Ω Ω
解析 量程为6 V的意思是当电压表(电流表串联电阻后的整体)两端电压为6 V时,通过电流表的电流为满偏电流,指针指在最大刻度处,我们在最大刻度处标以6 V.
依以上分析,设串联电阻的阻值为R,则
Ug=IgRg=3×10-3×120 V= V,
UR=U-Ug=6 V- V= V.
根据串联电路中的电压分派关系可得R=Rg=×120 Ω=1 880 Ω.
量程为3 A的意思是通过电流表(表头并联电阻后的整体)的电流为3 A时,通过表头的电流为满偏电流,指针指在最大刻度处,在此处标以3 A.
设应并联电阻的阻值为R′,则其分担的电流为
IR′=I-Ig=3 A-3×10-3 A= A.
根据并联电路中的电流分派关系可得
R′=Rg=×120 Ω≈ Ω.
13.一块满偏电流Ig=1 mA、线圈电阻Rg=100 Ω的小电流表.(1)把它改装成满偏电压U=10 V的电压表;(2)把它改装成满偏电流I= A的电流表,请分别画出电路图,并算出有关数据.
答案 见解析
解析 (1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg= V<U,因此需要串联一个适当的分压电阻,可将其改装成电压表,改装的电路如图所示,由欧姆定律U=Ig(Rg+Rx),解得Rx=-Rg=9 900 Ω.
(2)小量程电流表的满偏电流Ig<I,要将其改装成大量程的电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图所示,由并联电压相等得:
IgRg=(I-Ig)Rx′解得:Rx′=Rg≈ Ω.