刻度器

中考物理难点突破电表改装电学黑箱类问题

发布时间:2023/4/5 22:02:50   

网友留言说:“我感觉今年物理中考可能压轴题会考电表的改装,怪老师能不能就此写一篇文章,详细讲解一下这个问题。”怪老师的回答是:“noproblem!(没问题!)”那么本次就来专门讲解一下电表改装、电学黑箱类问题的问题,注意准备好纸和笔,敲黑板了,重点来了,要带着脑袋来听课哦!

先来两个例题来练练手!

01热身三练习

一、电表改装

1.如图是小明自制电子秤的原理示意图.托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定一起(弹簧的电阻不计)。

(1)电路设计:要使电子秤能正常工作,下列电路连接正确的是____。

A.点“3”与点“2”连接B.点“1”与点“3”连接

C.点“2”与点“1”连接

(2)故障排除:小明在正确完成电路连接后.闭合开关S,改变托盘中物体的质量,发现电压表始终没有示数,发生故障的原因可能有______。

A.R0开路   B.R1短路

C.电压表开路   D.金属滑片P处开路

(3)刻度调试:

①调零:当托盘中无物体时,使金属滑片P处于R1最上端。此时电压表的示数为零。

②标度:每次向托盘中增加g的砝码,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值.当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距R1上端1/3处(如图所示),请计算回答“1kg”应标在电压表______V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是_______.最大质量数应标在电压表_______V的位置上。(电阻R0=5Ω,电阻R1=15Ω,电源电压U=3V,电压表的量程为0~3V)。

(1)A;(2)ABC;(3)1.5;3kg;2.25

2.现一只满偏电流Ig=3mA的电流计G,已知其电阻Rg=Ω,现在需要把它改装成一只量程Ic=3A的电流表,如图甲所示。

(1)电阻Rx的阻值为_____(用分数形式)Ω。

(2)求改装后的电流表电阻Rc的阻值为______Ω。

(3)如图乙所示,将改装后的电流表接入电路中.已知电源电压U=10V,电阻R1=5Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0A。则此时滑动变阻器接入电路中的阻值R=________,以及通过原电流计G的电流I1=_________。

(1)/;(2)0.1;(3)4.9Ω;0.A

二、电学黑箱

3.实验室有一个电学黑箱,其外形如图甲所示,箱体外有四个接线柱,箱盖上有一个塑料滑块。小明请同组的同学一起探究其内部结构,实验室老师提醒他们,内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻,滑动变阻器只有两个接线柱接入电路.经过讨论,全组的意见是:先制作一个探测器,把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连,再根据测出的数据,推测内部的连接情况。

(1)甲组的小李组装了探测器,如图乙所示,其中电源电压为3V,电流表量程为0~0.6A。对于其中阻值为5Ω的电阻R,你认为它的作用是_____________________。

同学们把探测器的E、F端分别与黑箱的接线柱连接,闭合开关,移动滑块,记下的数据如表:

(2)在前三次测试中,只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置,是第____次。

(3)滑动变阻器的最大阻值为_______。

(4)请在图丙中作出箱内各元件连接电路图,并在定值电阻旁标明其阻值。

(1)保护电路,防止电流过大,烧坏电流表和电源;(2)1;(3)10Ω;(4)如下图所示:

答案图

02考点点睛知识点剖析

1.小量程的电流表G(表头)

表头的三个主要参数

①内阻Rg:小量程电流表G的电阻;

②满偏电流Ig:小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流;

③满偏电压Ug:小量程电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压;

根据部分电路欧姆定律可知,满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug满足关系:Ug=IgRg

注意:灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug一般比较小,若通过电流计的电流大于Ig,电流表会被烧坏

2.小量程电流表改装成电压表或大量程电流表

(1)将满偏电压为Ug、内阻为Rg的小量程电流表改装成量程为U的电压表,需要串联一个电阻。

(2)将满偏电流为Ig、内阻为Rg的小量程电流表改装成量程为I的电流表,需要并联一个电阻。

(3)小量程电流表改装成电压表或大量程电流表的比较:

注意:关于电表改装的几点说明

1.电表改装实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻Rg即可。

2.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的。

3.改装后的电压表量程越大,则内阻越大;改装后的电流表量程越大,则内阻越小。

03中考真题精解练习

1.有一个量程为0~1mA的小量程电流表G,内阻Rg=30Ω,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示。将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流)。

(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1mA),这时电流I为0.6A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数);

(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),此时电流I变为多少?

(1)0.05Ω(2)0.3A

(1)电流表两端电压

电流表G与电阻R0并联,故R0两端电压

通过R0的电流

R0的阻值为

(2)电流表的示数为0.5mA时,Rg两端电压

R0两端电压

通过R0的电流为

干路中总电流为

答:(1)电阻R0的值为0.05Ω;

(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),此时电流I变为0.3A。

2.图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点的电路图.实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:小灯泡额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表(量程3V,内阻Ω);电流表(量程mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(限值0Ω).按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为mA.求此时

(1)小灯泡两端的电压;

(2)通过小灯泡的电流;

(3)小灯泡灯丝的阻值.

(1)3.6V(2).1mA(3)11.Ω

由图可知:这是一个混联电路,电压表和定值电阻R0串联后,分别和小灯泡L以及滑动变阻器R的右半部分并联后又与滑动变阻器R的左半部分串联;电流表是测小灯泡L所在支路和电压表及定值电阻R0所在支路两条支路的总电流.

(3)小灯泡灯丝的阻值

3.实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的.图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=1mA的电流表,其电阻Rg=Ω,图为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻.若使用a和b两个接线柱时,电表的量程为3mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10mA,求R1,R2的阻值.

R1=15Ω,R2=35Ω

(1)若使用a和b两个接线柱时,电阻R1、R2串联后再与灵敏电流表G并联,所以根据并联电路的电压特点可知



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