人教版高中物理选修31非理想电表.docx

高中物理学习材料

金戈铁骑整理制作

非理想电表

说明:我们经常在电路中接入电流表和电压表来测定电路中的电流和电压．在处理和分析问题时，一般情况下总把电表视为理想电表，即把电流表的内阻视为零，电压表的内阻视为无穷大．实际上，电流表内阻不可能为零，电压表内阻也不会是无穷大，电表内阻对电路的影响不可忽略．近年来随着素质教育的不断深入，理论联系实际问题得到广泛重视，非理想电表对电路的影响、有关电路的计算及非理想电表的非常规接法的应用等问题成为一大热点，特别是在近年高考命题中几乎年年出现，因此对非理想电表问题的分析和研究很有必要．在分析非理想电表问题时，必须把握两点：(1)电压表的示数就等于通过电压表的电流与其自身内阻的乘积；电流表的示数就等于其两端的电压除以电流表内阻所得的商．(2)将非理想电表当作能显示其电压或电流的电阻看待．这样，对不同的具体问题，都可以得到正确的分析和解答．

一、非理想电表对电路的影响

非理想电表接入电路，由于其内阻的作用，它对电路的影响是怎样的呢?其测量值与实际真实值相同吗?怎样分析产生这种误差的原因呢?请看如下问题的例释．

例1.阻值较大的电阻R、R串联后，接入电压U恒定的电路，如图所示．现用同一电

1 2

压表分别测量R、R的电压，测量值分别为U和U，则( )．【BC】

1 2 1 2

A．U+U=U B．U+U＜U

1 2 1 2

C．U／U=R／R D．U／U≠R／R

1 2 1 2 1 2 1 2

拓展甲、乙两同学分别拿一只不同型号的已经校准的电压表去测量某电路中两点间的电压，甲同学测得的读数为14.7V，乙同学测得的读数为13.9V．问：(1)在排除电压表读数误差的前提下，造成两人读数不同的最可能的原因是什么?(2)你认为两人的读数中哪一个比较接近电压表未接入电路前该电路两点间的电压?(3)若将两只电压表同时并联

到电路中这两点间进行测量，则所得读数估计为多大?

例2.如图2(a)、(b)所示的两种电路中，电源相同，各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表 A、A、A和

1 2 3

A读出的电流值分别为I、I、I和I，则下列关系式中正确的是( )

4 1 2 3 4

【BD】

A．I=I B．I＜I C．I=2I D．I＜I+I

1 3 1 4 2 1 2 3 4

拓展 如图所示，电压U不变，将电流表A、A分别接入电路．接成图(a)

l 2

时，A的示数为2A，A的示数为3A；接成图(b)时，A、A的示数均为4A．试求

1 2 1 2

电路中不接入电流表时的电流．【答案：5.44A】

例3.有一只小灯泡上标有“6V,0.6W”的字样，现在要用伏安法测量这只灯泡的I-U图线．已知所用器材有：电流表(O～O.3A，内阻1Ω)，电压表(O～15V，内阻20kΩ)，滑动变阻器(O～30Ω，2A)，学生电源(直流9V)，开关一只，导线若干．为使实验误差尽量减小，画出合理的实验电路图．

拓展 用伏安法测电阻时，若用内接法电路测量，测得电流I=2A,电压U=50V；若用外接法电路测量，测得电流

1 1

I=21A，电压U=47.9V．现保持测量电路两端电压不变，问采用哪种电路测量更精确些?

2 2

例4.如图所示为测量电源电动势和内电阻的测量电路，根据此电路测出的电源电动势E＇、内电阻r＇与其真实值比较有( )【C】

A．E＇偏大，r＇偏小 B．E＇偏小，r＇偏大C．E＇偏小，r＇偏小 D．E＇偏大，r＇偏大

拓展 利用如图所示的电路来测电源的电动势和内电阻，图中R、R

1 2

为已知的定值电

阻．S打向1时，电流表有一示数；S打向2时，电流表又有一示数。根据此电路测出的

电源的电动势和内电阻误差情况怎样?试分析说明。【电源电动势测量准确，内阻偏大】

二、非理想电表电路的计算

非理想电表接入电路，其测量的读数值与实际值存在误差．通过对非理想电表电路的分

析和计算，能更深刻地理解非理想电表内阻对电路的影响。对这类理论与实际相结合的题型应该予以足够的重视，并要掌握分析问题和解决问题的基本方法。

例5.如图6所示，用伏安法测电阻R

0

的值时，M、N接在恒压电源上。当S接a

时电压表示数为10V，电流表示数为O.2A；当S接b时，电压表示数为12V，电

流表示数为0．15A．为了较准确地测定R

0

Ω．【b,70Ω】

的值，S应接在 点，R

O

的真实值为

拓展 用伏安法测电阻，电源内阻不计，电流表内接时(如图7(甲))，电压表示数U=1.50V，电流表示数I=10.