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例题精讲 · 第 00839 题 · 微安表改安培表的分流电阻倍率与示值偏差

以自编示意的表头参数计算并联分流电阻、量程倍率与满偏电压,再用一个非满偏电流回代校准示值并求偏低百分数;表头与校准电流均为自编示意数据。

00839题号全 1000 篇 · 第 第140轮 / 第140册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

把微安表改成安培表,靠的是并联一只小电阻让绝大部分电流绕开表头;分流电阻由「表头满偏电压 = 分流支路电压」定出。 本讲把倍率、分流电阻、校准示值串成一条链,最后用非满偏电流回代,看示值是否仍按比例走。

二、逐题精讲

题1

自编示意:表头满偏电流 Ig=100 μA、内阻 Rg=1.00 kΩ,要改成 1.00 A 量程。求满偏电压、分流电阻与量程倍率。

解析

满偏电压 Ug=Ig×Rg=0.000100×1000=0.100 V。分流支路电流 I−Ig=0.999900 A,故 Rs=Ug/(I−Ig)=0.100/0.999900=0.100010 Ω。 倍率 I/Ig=1.00/0.000100=10000,也可由 (Rs+Rg)/Rs 复核,两路一致。近似取 0.100 Ω 会少掉约 0.010% 的支路修正。

答案 Ug=0.100 V;Rs=0.100010 Ω;倍率 10000。

采分点 满偏电压 3 分;分流电流 2 分;Rs 3 分;倍率 1 分;两路复核 1 分。

易错点 把分流电流写成 1.00 A 而漏减 Ig,Rs 会偏小;倍率用 Rg/Rs 时也要记得加 1。

题2

用 0.990 A 实际电流校准,表头电流是多少 μA?示值相对满偏刻度偏低多少?

解析

按分流比,表头电流 I_g′=0.990×Rs/(Rs+Rg)=0.990×0.100010/1000.100010=0.0000990000 A,即 99.000000 μA。 满偏刻度对应 100 μA,故示值偏低 (100−99.000000)/100×100=1.00%,恰好等于实际电流比满偏少的 1.00%,说明刻度仍是线性的;若分流电阻误取近似值,倍率不再恰为 10000,此处就会出现非零残差。

答案 99.000000 μA;示值偏低 1.00%。

采分点 分流式 3 分;单位换算 2 分;微安值 2 分;偏低百分数 2 分;线性说明 1 分。

易错点 把 0.990 A 直接当成表头电流,或把偏低分母写成 99.009902,都会把口径弄反。

三、规律小结与对照表

量表达式数值复核
满偏电压Ig×Rg0.100 VRs×(I−Ig)
分流电流I−Ig0.999900 A—
分流电阻Ug/(I−Ig)0.100010 Ω(Rs+Rg)/Rs 倍率
量程倍率I/Ig10000(Rs+Rg)/Rs
校准表头电流0.990×Rs/(Rs+Rg)99.000000 μA线性刻度
示值偏低(100−I_g′)/1001.00%同分流比

改装题的三个量互相咬合:满偏电压定电阻,电阻定倍率,倍率再定校准示值。表头参数、目标量程与校准电流均为自编示意,不代表真实器件指标。

四、自测清单

  • Ig 是否换算成安培
  • 分流电流是否减去 Ig
  • Rs 是否用 Ug/(I−Ig)
  • 倍率是否两路一致
  • 校准电流是否按分流比而非直接作表头电流
  • 微安换算是否乘 1e6
  • 偏低分母是否用 100 μA
  • 是否说明刻度线性

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):满偏电压 = 0.1;分流电阻 = 0.10001;量程倍率 = 10000;校准表头电流微安 = 99;示值偏低百分数 = 1;分流电流 = 0.9999。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理并联分流扩大量程;半偏法测表头内阻、惠斯通交换法、四点法引线电阻与欧姆挡中值电阻属相邻板块,其电路结构不同,不并入本讲分流链。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):单摆摆角修正、表头并联分流、二极管伏安特性、圆锥摆测g、牛顿冷却定律、多用电表判黑箱相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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