(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

章末整合从电表电路到集成电路物理量基本规律基本仪器逻辑电路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.多用电表的读数方法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，下一位按估读，如最小刻度是1mA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，测量误差出现在同一位上，同一位分别按或估读.如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A，误差出现在安培的百分1101215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15V量程，最小分度为0.5V，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5mA挡测直流电流，则读数为________mA.(3)如果是采用0.05mA挡测直流电流，则读数为________mA.(4)如果是采用5V挡测直流电压，则读数为______V.(5)如果是采用2.5V挡测直流电压，则读数为______V.(6)如果是采用1000V挡测直流电压，则读数为______V.解析：(1)采用×10欧姆挡，则读数为7×10Ω＝70Ω.(2)采用5mA直流挡，则读数为35.250×5mA＝3.52mA.(3)采用0.05mA直流挡，则读数为35.250×0.05mA＝0.0352mA.(4)采用5V直流挡，则读数为35.250×5V＝3.52V.(5)采用2.5V直流挡，则读数为210300×2.5V＝1.75V.(6)采用1000V直流挡，则读数为210300×1000V＝700V.答案：(1)70(2)3.52(3)0.0352(4)3.52(5)1.75(6)700电阻定律的应用1．公式：R＝ρLS(注意：对同一导体，L变化时S也变化，L·S＝V恒定)2．电阻率：ρ＝RSL，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3-2A．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．而加在电饭煲上的电压U保持不变，由P1＝U2R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TT3时，P1P2，使温度自动上升至T3，当TT3时，P2P1，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小量程的表头G改装成电流表A内部电路R的作用分压分流扩大量程计算U＝Ig(R＋Rg)R＝UIg－Rg＝(n－1)Rg其中n＝UUg＝UIgRgIgRg＝(I－Ig)RR＝IgRgI－Ig＝Rgn－1其中n＝IIg电表的总内阻RV＝Rg＋RRA＝RRgR＋Rg【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0.001A，内阻是100Ω，两个电阻的阻值是R1＝9900Ω，R2＝1.01Ω，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，通过电阻R2的电流为I′＝IgRgR2＝0.001×1001.01A≈0.099A．所以作为电流表时的量程为I＝Ig＋I′＝(0.001＋0.099)A＝0.1A．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＋9900)V＝10V．所以作为电压表时的量程为10V.甲乙