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1、电表的改装-设计性实验主讲教师：张国芳南阳师范学院 物理实验教学中心1、引导学生根据任务自己设计实验，体验自主探索与科学研究的过程，激发学生求知兴趣，培养学生基本的科学素养。2、拓展学生思路，提高学生解决实际问题的能力。3、培养学生的创新思维和创新能力。教学目标1、探索改装电表或扩大电表量程的原理和方法。2、实际观测并深刻领会电阻串联分压原理和并联分 流原理。3、自主设计实验，认识并分析现代信息测量技术的构成模块。实验任务及目的设计任务1：将一只5V的直流电压表改装成20V的直流电压表。设计任务2： 将一只100mA的电流表改装成15V的电压表。设计任务3： 自选仪器及参数，自主设计改装电表的
2、实验。实验任务 1.电表与现代信息测量技术的联系是什么？2.电表改装的基本原理是什么？3.关键要解决什么问题? 4.如何选择改装所需的元器件，5.改装后的电表精度如何保障？思考问题表头指针偏转到满刻度时的电流，称为满度电流，记为 ,(此电流越小，表头灵敏度越高)。表头内线圈的电阻为Rg，称为表头内阻。在表头上并联一个分流电阻（见下图），让一部分电流从分流电阻上流过，而表头仍保持原来允许通过的最大电流，就可以把表头改装成能够测量较大电流的电流表。设计思路提示之一-半偏法设计思路提示之一-半偏法设表头改装后允许通过的最大电流为 ，因 与 并联，其上电压相等，根据欧姆定律有：于是得：令 则有：n为扩
3、大量程的倍数。由此可知，只要在表头上并联一个电阻为 的分流电阻，即可将表头的电流量程扩大n倍。 可选仪器：大型示教电表（JO401型），标准电阻箱（ BZ-21型），其它仪器：直流稳压电源（0-30V可连续调节）、滑线变阻器R2、多量程电流表（30-50-100mA）与电压表（5-15-35v）各1个，双刀开关1个，导线若干。选择5V的直流电压表通路板连接到示教电表，构成V1，作为要改装的电表，选择多量程的0.5级的电压表连接在35V的档位与V1并联，作为校正电表V2 ，选择滑线变阻器某值R2 （如160）作为保护负载，实验过程中可微调R2。设计思路提示之二-实验法实验步骤设计为： 1）如图连
4、接电路：E为连续可调的直流电压源（0-30V），最初放在零输出，R1为电阻箱（0-99999.9），连接其最大值，6个旋转档全部放在9（其实对于20V的电压放在8或2之间都可以），使V1两端几乎处于断路状态。2）逐步增加电源的输出电压，使a、b两点间的电压达到20V，V2指针指向20V；设计思路提示之二-实验法3） 我们要做的是让V1的指针达到满偏，而由于阻值很大的R1与V1串联，使要改装的电表几乎处于断路状态，如何才能使其满偏呢？显然 只要不断减小R1的阻值就可以，当不断的调节电阻箱R1的值使V1满偏时，直接读R1的阻值，就找到了要串联的电阻值。 4） 不断的减小电源电压的输出，可以用表V2对表V1进行校正。设计思路提示之二-实验法1、电表扩程后是否改变了表头的电流量程和电压量程？ 2、在20时校准的电表，在30 的环境中使 用，校准是否仍有效？3、试分析此实验改装的电表的误差来源？ 思考题：课后调研：现代信息测量技术的若干成果与应用。
