把电流表改装为电压表

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1、沁阳市物理备课组 主备 张卫平 审定 张德华 2007 年 12 月 18 日第 1 页 共 4 页实验 把电流表改装为电压表【实验目的】1知道用“半偏法”测电流表内阻的原理2会根据实验原理选择实验所需器材【实验原理】一个电流表有两个参量，即 ，其额定电压为 ，由于 很小(几百gRI、 gRIUgI微安几十毫安) ， 通常为几百欧姆，故 比较小为测量较大的电压值，可在电gR流表上串联一个大阻值的电阻 ，把 作为电流表内阻的一部分，这样的电流表就11可分担较大的电压，改装后作为电压表使用如实验图 8-1 所示说明：电流表的满偏电流 可从表盘上直接读出gI电流表的内阻 可用“半偏法”测出，电路如实

2、验图 8-2 所示gR测量原理：电阻箱 R未接入电路时，调节 R 的大小，使电流表 满偏，闭合后， R 大小不变，改变电阻箱 R的阻值，使电流表半偏由于 很小，则 R 的值2S gI很大，在开关 闭合前后，线路上的总阻值变化很小，我们就认为不变，因此干路上2S的电流 也不变，当电流表 的指针半偏时，流过电阻箱 R的电流与通过电流表的gI电流相等，则 gR注意：电位器的阻值很大，在闭合 前，其阻值应调至最大1S电阻箱 R不能用变阻器替代测电流表内阻时，在 闭合后，不能再调节 R，以保持电路中总电流不变2测电流表内阻时，必须确保 RR【实验器材】电流表、电位器、电阻箱、电源、开关(两个)标准电压表

3、及导线若干【实验步骤】(1)按实验图 8-2 连接好电路(2)利用“半偏法 ”测出电流表的内阻 gR(3)若要改装成量程为 U 的电压表，据 知，电流表需串联的电阻gIU、g1RIU(4)利用实验图 8-3 所示电路，对改装的电压表进行校对注意：校对改装的电表时，若要从零开始连续校对，则变阻器必须接成分压式弄清改装后电流表的表盘上刻度示数的大小相对误差的计算式为 %10U|、【误差分析】利用“半偏法”测出电流表内阻 ，事实上当 闭合后电路结构已发生变Rg2S沁阳市物理备课组 主备 张卫平 审定 张德华 2007 年 12 月 18 日第 2 页 共 4 页化，导致线路总电阻 减小，由闭合电路的

4、欧姆定律 知，线路上的电流增大，、RrREI当流过电流表的电流为 时，流过电阻箱的电流大于 ，故知 ，即“半偏2/Ig 2/gg法”把电流表的内阻测小了内阻较小的电流表改装成电压表后，电压表内阻的真实值比计算值大，故改装量程偏大【经典例题】例 1、实验图 8-4 是“半偏法”测电流表内阻 的电路图，图中 R 是gR_，R是_，正确连接后，实验步骤如下：A合上开关 ，调整 R 的阻值，使电流表指针偏转满刻度1SB断开 ，记下 R的阻值C合上开关 ，调整 R 和 R的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一2半D断开 ，将 R 阻值调到最大21S、上述_项步骤有错误，应_才正确改正后正确操作步骤的

5、顺序编码为_只有当 R比 R_时才可认为 ，因为并入 RRg后电路的总电流会变_，故 的真实值比 R要稍_g分析：图中的 R 应为电位器，R是电阻箱，因为 R 是为调整 满偏，而 R是为了调整电流表半偏时读出电阻值步骤 C 中有错误，R 调整至 G 满偏后不能再动，闭合 后，通过调整 R来使2SG 达到半偏，这样 g正确顺序应为 DACB；只有当 R比 R 小的多时，闭合 后 R的接入对电路2的影响才可忽略，从而近似认为 因为并入 R后电路总电阻变小故电流会变Rg大，因此 的真实值比 R要稍大gR答案：电位器 电阻箱 C 只调整 R的阻值 DACB 小得多 大 大例 2 用半偏法测电流表 G

6、内阻 ，如实验图 8-5 所示，将下列说法中正确的选g出来( )A开关 接通前，R 必须调节到高阻值处1SB开关 接通后， R 的阻值无需调节2C当电流表示数从满偏电流 调到半偏电流 时，R 中电流稍大于gI2/Ig 2/IgDR 阻值的大小，对实验误差没有影响分析：半偏法的步骤是：闭合 ，调节 R，使 达到满偏；闭合 ，调1S 2SR，使 的示数变为 ，此时 R的示数等于 半偏法的前提是 ，因而2Ig g gR在实验前需将 R 调到高阻值处，A、B 正确由于 闭合前电流为 ，闭合 后，电2SgI2路中总电阻要变小，因而总电流要比 略大，因而 C 正确gI答案：A、B、C评注：在 闭合前 R

7、调到高阻值处，目的有两个： 是实验条件所需；是闭合1SS 后，避免 的示数超过满偏，烧坏电流表由于 ，闭合 后， 的示数gR2S为 ，R的电流比 略大，故可认为 2/Ig 2/Ig g例 3、电压表由电流表 G 与电阻 R 串联而成如实验图 8-6 所示，若在使用中发现此电压表的凑数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进( )沁阳市物理备课组 主备 张卫平 审定 张德华 2007 年 12 月 18 日第 3 页 共 4 页A在 R 上串联一比 R 小得多的电阻B在 R 上串联比 R 大得多的电阻C在 R 上并联一比 R 小得多的电阻D在 R 上并联一比 R 大得多的电阻分析：本题主

8、要考察并联电路分流作用在电表改装上的作用根据题意，在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻使电流表中的电流稍有增加，这样 G 表示数稍有增大答案：D评注：电流表和电压表指针能够偏转的原因是表中有电流通过，并且所通电流与指针偏转角度成正比该题中电压表读数总是略小一些，说明通过的电流略小，应略微减小电压表内阻，因此选 D例 4、两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别为5V，15V，为了测量 15V20V 的电压，把甲、乙串联使用，则两表的( )A读数相同 B指针偏转角度相同C读数正比于表的内阻 D指针偏转角度正比于表的内阻分析：电流表改装成电压表以后，表头的内阻 并没有变化，其

9、量程也没有发生gr变化，两电压表中因电流相同，故两表指针偏转角度相同；而读数是整个电表内阻分压所决定，表盘是改装后的刻度值，故读数正比于表的内阻(表头内阻 与分压电阻gR之和) 答案：BC例 5、实验图 8-7 是改装成的电压表和标准表校对的电路图，实验图 8-8 是实物图(1)按照电路图在实物图上连线(2)在校准中，读得标准表的满刻度读数为 6V，而改装表的读数却为 5.9V，那么改装的电压表相对于满刻度的百分误差为多少？分析：(1)略(2)改装表相对于满刻度的百分误差为：%67106|95|%10U| .、例 6、一量程为 100A 的电流表，内阻为 100，现串联一个 9900 的电阻将

10、它改装为电压表，该电压表的量程是_V 用它来测量电压，表盘指针位置如实验图 8-9 所示，此时电压的大小为_V 分析：电流表与一较大阻值的电阻串联即可改装成为一电压表解：根据 ，有： gIRU V1)901(0RI4gg 此时指针所表示的电压为 0.8V评注：电表改装，要分清电压表需串联还是并联电阻，然后再用部分电路欧姆定律知识来解决【同步练习】1如实验图 8-10 所示是电阻箱的面板示意图，下列说法正确的是( )A该电阻箱的最大电阻为 99999.9B除 “0”以外，该电阻箱的最小阻值为 0.1C若面板上各旋钮的位置如图所示，这个电阻箱此时 A、B 间的阻值是 20463.9D若面板上各旋钮

11、的位置如图所示，这个电阻箱此时 A、B 间的阻值是 204639沁阳市物理备课组 主备 张卫平 审定 张德华 2007 年 12 月 18 日第 4 页 共 4 页2用“半偏法”测电流表的内阻实验中，如实验时要进行的步骤有：A合上 1SB合上 2C将 R 的阻值调到最大D调节 R，使电流表指针偏到满刻度E记下 R的阻值F调节 R，使电流表指针偏到满刻度一半把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填在横线上：_如果在步骤 E 中所得 R的阻值为 600，则电流表的内阻 的测量值为gr_3用“半偏法”测电流表的内阻时，备用的器材有：A电流表(量程 0100A) B标准电压表(量程 05V)C电阻箱(阻

12、值范围 09999) D电阻箱(阻值范围 099999)E电源 (电动势 2V，有内阻) F电源(电动势 6V，有内阻)G滑动变阻器(阻值范围 050，额定电流 1.5A)H若干开关和导线如果想得到较高的精确度，在以上备用的器材中，变阻器 R 应选用_；电阻箱 R应选用_；电源应选用_ 4.现有一块 59C2 型的小量程电流表 G（表头） ，满偏电流为 ，内阻约为A50800850 ，把它改装成 、 的两量程电流表。mA10可供选择的器材有：滑动变阻器 R1，最大阻值 20 ； 电位器 R2，最大阻值k1电阻箱 ，最大阻值 定值电阻 R0，阻值 ；R9电池 E1，电动势 1.5V；电池 E2，

13、电动势 3.0V；电池 E3，电动势 4.5V；（所有电池内阻均不计）标准电流表 A，满偏电流 ；mA5.1单刀单掷开关 S1 和 S2，单刀双掷开关 S3，电阻丝及导线若干。（1）采用如图 1 所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 _；选用的电池为_ 。.GRS21E图 1（2）将 G 改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图 2 和图 3。图 为合理电路，另一电路不合理的理由是 。ab0mAS31G30Rcd图 2 图 3（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对 1mA 量程） ，画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用 来表示。A参考答案1ABC2CADBFE 6003D、C、F4.（1） （或最大阻值 ） （或电动势 4.5V）2Rk103E（2） 2 图 3 电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏（3） A1R0S.