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(课堂设计)2014-2015高中物理 第3章 从电表电路到集成电路章末整合课件 沪科版选修3-1


章末整合

物理量 从 电 表 电 路 到 集 成 电 路

基本规律

基本仪器

逻辑电路

多用电表的读数方法
1.电流表是通过指针偏转来显示电流的大小的, 指针偏转的角度和电流的大小成正比.如果电流表量程 不够,我们可以并联一个电阻以达到增大量程的目的, 采用这种方法的原理是并联电路分流. 2.电压表能够当电流表使用.如果电压表量程小,可 以采用串联电阻分压以扩大量程的方法. 3.多用电表可以测量电阻\,直流和交流电压\,直流 和交流电流等电学量.在测量电阻时其表盘刻度是不均 匀的,原因是测电阻的表盘是根据电流表表盘改装得到 的,所显示的不是电路中所有的电阻,而是电表外的待测 电阻阻值,而这个阻值和电流不成正比例关系,所以刻度 分布是不均匀的.

4.不管是电流表、电压表还是多用电表,都可以用一 个小量程的电流表改装得到,这也是多用电表之所以多用 的目的.实际用的电表内阻的阻值都不能忽略. 5.电表的读数方法 最小分度是“1”的电表,测量误差出现在下一位, 1 下一位按 10 估读,如最小刻度是1 mA的电流表,测量 误差出现在毫安的十分位上,估读到十分之几毫安. 最小分度是“2”或“5”的电表,测量误差出现在同 1 1 一位上,同一位分别按 或 估读.如学生用的电流表 2 5 0.6 A量程,最小分度为0.02 A,误差出现在安培的百分

位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小 格的舍去,超过半小格的按半小格估读,以安培为 单位读数时,百分位上的数字可能为0、1、2…9; 学生用的电压表15 V量程,最小分度为0.5 V,测量 误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分位, 估读五分之几小格,以伏特为单位读数时,十分位 上的数字可能为0、1、2…9.

【例1】 在图3-1中,(1)采用×10欧姆挡测电 阻,则读数为________Ω.

图3-1

(2)如果是采用5 mA挡测直流电流,则读数为 ________mA. (3)如果是采用0.05 mA挡测直流电流,则读数 为________mA. (4)如果是采用5 V挡测直流电压,则读数为 ______V. (5)如果是采用2.5 V挡测直流电压,则读数为 ______V. (6)如果是采用1 000 V挡测直流电压,则读数为 ______V.

解析:(1)采用×10欧姆挡,则读数为 7×10 Ω=70 Ω. 35.2 (2)采用 5 mA 直流挡, 则读数为 × 5 mA= 3.52 mA. 50 (3)采用 0.05 mA 直流挡,则读数为 35.2 × 0.05 mA= 0.035 2 mA. 50 35.2 (4)采用 5 V 直流挡,则读数为 × 5 V= 3.52 V. 50 210 (5)采用 2.5 V 直流挡,则读数为 × 2.5 V= 1.75 V. 300 210 (6)采用 1 000 V 直流挡, 则读数为 × 1 000 V= 700 V. 300

答案:(1)70 (2)3.52 (5)1.75 (6)700

(3)0.035 2

(4)3.52

电阻定律的应用
L 1.公式:R=ρ S (注意:对同一导体,L 变化时 S 也变化,L· S=V 恒定) S 2.电阻率:ρ=RL,与导体的长度 L、横截面积 S 无关、和导体的材料、温度有关.有些材料的电阻率随 温度的升高而增大,有些材料的电阻率随温度的升高而 减小,也有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,如锰 铜和康铜,常用来做标准电阻.

【例2】 家用电饭煲中的电热部分是在电路中串 联一个PTC(以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器),其 电阻率随温度变化的规律如图3-2所示,由于这种特 性,它具有温控功能,能使电饭煲自动地处于煮饭和 保温状态.对于PTC元件在电饭煲中的作用,以下说 法中正确的是 ( )

图3-2

A.通电后功率先增大,后减小 B.通电后功率先减小,后增大 C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温 度保持在T1不变 D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温 度在T1~T2之间的某一值保持不变 解析:当电饭煲内的温度从T0升高到T1的过程 中,热敏电阻的电阻率ρ随温度的升高而减小,则电 阻R也随着温度的升高而减小.而加在电饭煲上的

U2 电压 U 保持不变,由 P1= R 知,此过程中电饭煲的热功 率 P1 随温度的升高而增大,当 T=T1 时,P1 达最大.当 温度从 T1 上升到 T2 的过程中,随着温度的升高,ρ 增大, R 增大,所以 P1 减小,而温度越高,温度与外界环境温 度的差别越大,电饭煲的散热功率 P2 就越大,因此,在 这之间的某一温度会有 P2=P1, 即达到保温状态, 设此时 的温度为 T3,当 T<T3 时,P1>P2,使温度自动上升至 T3, 当 T>T3 时,P2>P1,会使电饭煲内的温度自动降为 T3,实 现自动保温效果.故正确答案为 A、D.

答案:AD

电表的改装
小量程的表头 G 改装成电压表 V 内部电路 R 的作用 分压 U= Ig(R+ Rg) U R= - Rg= (n-1)Rg Ig U U 其中 n= = Ug IgRg RV= Rg+ R 分流 IgRg= (I- Ig)R IgRg Rg R= = I- Ig n- 1 I 其中 n= Ig RA= RRg R+ Rg 小量程的表头 G 改装成电流表 A

扩大量 程计算

电表的 总内阻

【例3】 一个电流——电压两用 表的电路如图3-3所示,小量程电流 表G的量程是0.001 A,内阻是100 Ω, 两个电阻的阻值是R1=9 900 Ω,R2= 1.01 Ω,问:

图3-3

(1)双刀双掷开关接到哪边是电流表,接到哪边是电压 表? (2)电流表、电压表的量程各是多大?

解析:根据电流表需并联一个分流电阻,电压表需串联 一个分压电阻的道理,即可确定开关位置,算出量程. 解:(1)开关接到 a、b 上是电流表,接到 c、d 上是电压 表.(2)当开关接到 a、b 上时,电阻 R2 与小量程电流表 G 并联,原电路可简化如图甲所示.小量程电流表满偏时,通 IgRg 0.001×100 过电阻 R2 的电流为 I′= = A≈0.099 A.所 R2 1.01 以作为电流表时的量程为 I = Ig + I′ = (0.001 + 0.099)A = 0.1 A.当开关接到 c、d 上时,电阻 R1 与小量程电流表 G

串联,原电路可简化为如图乙所示.小量程电流表 满偏时,加在小量程电流表和电阻R1上的总电压为U =Ig(rg+R1)=0.001×(100+9 900) V=10 V.所以作 为电压表时的量程为10 V.







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