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例題精講 · 第 00839 題 · 微安表改安培表的分流電阻倍率與示值偏差

以自編示意的表頭參數計算並聯分流電阻、量程倍率與滿偏電壓,再用一個非滿偏電流回代校準示值並求偏低百分數;表頭與校準電流均為自編示意數據。

00839題號全 1000 篇 · 第 第140輪 / 第140冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 物理實驗

一、考點定位與做題順序

把微安表改成安培表,靠的是並聯一隻小電阻讓絕大部分電流繞開表頭;分流電阻由「表頭滿偏電壓 = 分流支路電壓」定出。 本講把倍率、分流電阻、校準示值串成一條鏈,最後用非滿偏電流回代,看示值是否仍按比例走。

二、逐題精講

題1

自編示意:表頭滿偏電流 Ig=100 μA、內阻 Rg=1.00 kΩ,要改成 1.00 A 量程。求滿偏電壓、分流電阻與量程倍率。

解析

滿偏電壓 Ug=Ig×Rg=0.000100×1000=0.100 V。分流支路電流 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 複核,兩路一致。近似取 0.100 Ω 會少掉約 0.010% 的支路修正。

答案 Ug=0.100 V;Rs=0.100010 Ω;倍率 10000。

採分點 滿偏電壓 3 分;分流電流 2 分;Rs 3 分;倍率 1 分;兩路複核 1 分。

易錯點 把分流電流寫成 1.00 A 而漏減 Ig,Rs 會偏小;倍率用 Rg/Rs 時也要記得加 1。

題2

用 0.990 A 實際電流校準,表頭電流是多少 μA?示值相對滿偏刻度偏低多少?

解析

按分流比,表頭電流 I_g′=0.990×Rs/(Rs+Rg)=0.990×0.100010/1000.100010=0.0000990000 A,即 99.000000 μA。 滿偏刻度對應 100 μA,故示值偏低 (100−99.000000)/100×100=1.00%,恰好等於實際電流比滿偏少的 1.00%,說明刻度仍是線性的;若分流電阻誤取近似值,倍率不再恰為 10000,此處就會出現非零殘差。

答案 99.000000 μA;示值偏低 1.00%。

採分點 分流式 3 分;單位換算 2 分;微安值 2 分;偏低百分數 2 分;線性說明 1 分。

易錯點 把 0.990 A 直接當成表頭電流,或把偏低分母寫成 99.009902,都會把口徑弄反。

三、規律小結與對照表

量表達式數值複核
滿偏電壓Ig×Rg0.100 VRs×(I−Ig)
分流電流I−Ig0.999900 A—
分流電阻Ug/(I−Ig)0.100010 Ω(Rs+Rg)/Rs 倍率
量程倍率I/Ig10000(Rs+Rg)/Rs
校準表頭電流0.990×Rs/(Rs+Rg)99.000000 μA線性刻度
示值偏低(100−I_g′)/1001.00%同分流比

改裝題的三個量互相咬合:滿偏電壓定電阻,電阻定倍率,倍率再定校準示值。表頭參數、目標量程與校準電流均為自編示意,不代表真實器件指標。

四、自測清單

  • Ig 是否換算成安培
  • 分流電流是否減去 Ig
  • Rs 是否用 Ug/(I−Ig)
  • 倍率是否兩路一致
  • 校準電流是否按分流比而非直接作表頭電流
  • 微安換算是否乘 1e6
  • 偏低分母是否用 100 μA
  • 是否說明刻度線性

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):滿偏電壓 = 0.1;分流電阻 = 0.10001;量程倍率 = 10000;校準表頭電流微安 = 99;示值偏低百分數 = 1;分流電流 = 0.9999。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理並聯分流擴大量程;半偏法測表頭內阻、惠斯通交換法、四點法引線電阻與歐姆擋中值電阻屬相鄰板塊,其電路結構不同,不併入本講分流鏈。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):單擺擺角修正、表頭並聯分流、二極管伏安特性、圓錐擺測g、牛頓冷卻定律、多用電錶判黑箱相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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