电表改装系列中考专题77121

电表改装系列中考专题77121

‎ 电表改装系列中考压轴题的说题 ‎ 濉溪县刘桥中心校 张志祥 ‎ [选题理由 ]： 近几年，安徽省中考中电学压轴题都涉及到电源、电流表、电压表的内阻等电学一系列计算，命题明显向高中物理的一些知识靠拢。因而本人认为在复习冲刺中很有必要和学生探讨电流表、电压表的改装知识，一方面符合安徽省中考的命题趋势，另一方面也能让学生真正掌握串联电路、并联电路的分压、分流的特点，使学生能学以致用。‎ 电流表和电压表都是由灵敏电流计加电阻组装而成的。它们都是根据电流的磁效应制作的。表内都有一个磁铁和一个导电线圈，通电后，在磁铁的作用下会旋转。通过的电流越大，所产生的磁力越大，表的指针摆动幅度越大。这就是电流表、电压表的表头部分。因为灵敏电流计，允许通过的电流很小，两端所能承受的电压也很小，所以，要使电流表和电压表能测实际电路中的电流和电压，就必须并联或串联一定阻值的电阻，已起到分流或分压的作用。‎ ‎[题目]一、改装电流表：‎ ‎    本题考查知识点：电流表是将灵敏电流计与一个阻值较小的电阻并联，并联的电阻起到分流作用。这样，就会使大部分电流通过并联的电阻，小部分电流经过表头。而并联的电阻的阻值R1，可根据灵敏电流计的线圈阻值R、灵敏电流计最大量程I、电流表最大量程I1来计算。计算公式是：R1=R/[(I1/I)-1]。‎ ‎1、将一灵敏电流计改装成电流表：如图所示,将一灵敏电流计改装成电流表。若电流计的满偏电流Ig=200μA,内阻Rg=100Ω,则R1与R2的大小分别是: A.R1=30.625Ω    R2=22.5Ω   B.R1=22.5Ω      R2=30.625Ω C.R1=53.125Ω    R2=8.125Ω   D.R1=8.125Ω     R2=53.125Ω 分析：当接公共和2接线柱（量程是1mA 时），R1、R2串联后与Rg并联，则有 Ig×Rg=(1×10-3- Ig）（R1+ R2），即20×10-6×102=（1×10-3-20×10-6）（R1+ R2）‎ 当接公共和1接线柱（量程是10mA 时），Rg、R2串联后与R1并联，则有 Ig×（Rg+ R2）=（10×10-3- Ig）R1，‎ 即20×（102+ R2）=（10×10-3-20×10-6）R1‎ 通过上述内容列一组满偏值方程得：R1=30.625Ω    R2=22.5Ω 故答案为 A ‎ 3‎ 知识拓展2、将两个相同的灵敏电流计改装成量程较大的电流表A1和A2，A1的量程是0.6A，A2的量程是3 A。测得灵敏电流计的内阻为Rg=200Ω，表头显示其满偏电流为Ig=1 mA。‎ ‎(1)要完成电流表A1的改装，需要给灵敏电流计_      __联一个阻值为___    __Ω的电阻。‎ ‎(2)将电流表A1、A2改装成功后，一位同学欲进行以下操作，则将会看到的实验现象是：若将两表串联起来接入电路，A1指针偏角______A2指针偏角（填大于、小于、等于），若将两表并联起来接入电路，A1指针偏角____A2指针偏角（填大于、小于、等于）。‎ ‎（1）并联；0.33  (2)大于    等于  ‎ ‎[题目]二、改装电压表：‎ ‎    考查知识点：电压表是将灵敏电流计与一个阻值较大的电阻串联，串联的电阻起到分压作用。这样，即使两端加上比较大的电压，大部分电压都加在串联的大电阻上，表头上的电压就会很小。而串联的电阻的阻值R，可根据公式：U=Ig(Rg+R)来计算（其中，U为电压表最大量程、Rg为表头的内阻、Ig为满偏电流、R为应串联的电阻）。‎ ‎1、实验室常用的双量程电压表的电流表改装而成的。图甲是一个量程为0～6mA的电流表，其内阻为RG=10Ω。在电路中，我们可以把小量程的电流表看成一个定值电阻RG与能显示电流的表盘G串联在一起（如图乙），同样遵从欧姆定律。当有电流通过时，电流可以从表盘G上读出，这时两接线柱A、B之间有一定的电压，此时小量程电流表实际上也可以当成一个小量程的电压表。‎ ‎（1）如图丙所示，若将这电流表串联一个定值电阻RA后，在A、B之间就相当于一个量程为0～3V的电压表，求串联的定值电阻RA的大小。‎ ‎（2）若将这电流表改为量程0～15V的电压表，求再串联的定值电阻RB大小。‎ 思路：‎ 如图丙所示，若将这电流表串联一个定值电阻RA后，在A、B之间就相当于一个量程为0～3V的电压表，此时就相当于把A、B分别接在电压为3V的电源上，Rg与RA串联在电路中，电流表G满偏,  故:R总1=RA+Rg      ‎ 而由欧姆定律可知：I总1=U总1/R总1=U总1/(RA+Rg)‎ 代入数据：6mA=3V/(RA+10Ω)‎ 解得：RA=490Ω      ‎ 如图丙所示，同理，若将这电流表串联一个定值电阻RA，再串联一个定值电阻RB后，在A、C之间就相当于一个量程为0～15V的电压表，此时就相当于把A、C分别接在电压为15V的电源上，Rg与RA、RA串联在电路中，电流表G满偏。‎ 同理可得：I总2 =U总2/R总2=U总2/(RA+RB+Rg)‎ 代入数据：6 m A =15V/(490Ω+RB+10Ω)‎ 3‎ 解得：RB = 2000Ω   ‎ 知识拓展2、如图所示，电压表由灵敏电流计G与电阻R串联而成．某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏小一些，若要调准，可采用的措施是（　　） A．在电阻R上并联一个比其小得多的电阻 B．在电阻R上并联一个比其大得多的电阻 C．在电阻R上串联一个比其小得多的电阻 D．在电阻R上串联一个比其大得多的电阻 思路：电压表由表头G和电阻R串联而成，发现此电压表的读数比准确值稍微小一些，说明加上相同电压时，要使电流适当大些，故需要略微减少电阻R的值，可以与电阻R并联电阻实现，但电压表的读数比准确值稍微小一些，故并联电阻要比R大得多，故ACD错误，B正确。‎ ‎[错误原因]欧姆定律应用的灵活性不够，数学知识跟不上，学生不能把数学知识与物理知识相结合。‎ ‎[知识再拓展]补充：改装欧姆表：‎ ‎1.下图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电压U＝1.5V，经改装后，若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置，则2mA刻度处应标____Ω，1mA刻度处应标_____Ω。‎ 分析：电压1.5V、3mA的时候标度为零，即外加电阻为零，内带电阻为R1，R1=1.5V/0.003A=500Ω，∵ 总电阻=外加电阻+内带电阻 ‎∴2mA的时候总电阻1.5V/0.002A=750Ω，‎ 则外加电阻=750- R1=750Ω-500Ω=250Ω ‎∵1mA的时候总电阻1.5V/0.001A=1500Ω，‎ ‎∴外加电阻=1500-R1=1500Ω-500Ω=1000Ω ‎2、拓展：欧姆表的刻度不均匀，且随电阻Rx增大刻度变密 。‎ ‎[感悟]让学生感受数理相结合思想方法的运用。培养学生的分层分析意识和动手探究意识，感悟物理的科学性和严谨性。‎ 作为压轴题,目的是将不同层次的学生区分开来，这样的题目在命制和设置的过程中,或是综合性较强,或是运用的知识点较多,或是需要深度的思考与理解。这道题给我们以下启示：‎ 需要学生对所学知识进行内化、整合及加工,是学生利用已有知识和已有经验进行再创造能力和水平的体现,是平时具有深度学习习惯和良好思维品质的彰显。平时讲解习题要在审题环节做文章，积累审题技巧，让学生多见识题型，慢慢积累解题经验，强化从“知道、领会”到“分析、综合应用”这一深度学习的习惯培养。‎ 3‎