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1、一 综合性实验 班级：11物理教育 姓名：韦新春 学号：201103021033表一 实验项目 实验课程名称电磁学实验项目名称电流表与电压表的改装实验指导书名称普通物理实验2电磁学部分编者杨述武实验目的1、 进一步理解万用电表的工作原理 2、 通过此实验真正掌握电流表与电压表内的结构l 实验基本原理和方法1、根据欧姆定律U=RI2、串联电路的分压作用和并联电路的分流作用3、闭合电路的欧姆定律I=E/(R外+r)其中R外为外电路的总电阻，r为内阻，4、电流表的改装：所要并联的电阻为RI=IgRg/（I-Ig）5、电压表的改装：所要串联的电阻为Ru=IgRg/（I-Ig）R2=（U/Ig）-Rg实
2、验结果预测1把1mA的表头改装成100mA的电流表：RI=(Ig/I-Ig)Rg=（1mA/100mA-1mA）Rg2把1mA的表头改装成1V的电压表：Ru=(U/Ig)-Rg=(1V/1mA)-Rg其中Rg为表头的内阻(此实验用半偏法测量)实验中要注意的问题实验室要注意电源电压不能过高。用半偏法测内阻时电阻箱的阻值必须从最大开始调实验涉及知识点与本课程相关的知识点闭合电路的欧姆定律U=RI，并联电路的分流和串联电路的分压作用等使用的设备设备仪器名称主要作用数量MF-30测内阻1调电源电压测量所要用的电阻值主要实验材料材料名称型号规格数量单位消耗额/每组材料性质表头1个1导线若干根若干电阻箱1
3、个1备注电流表与电压表的改装试验设计一 实验目的和原理的具体分析 （一）实验目的以及原理分析1目的：此试验进一步强化我们对电流表、电压表内部结构的认识以及对万用电表工作原理的进一步认识和巩固。 2 原理：根据闭合电路的欧姆定律，以及串联电路的分压于并联电路的分流作用设计出的此试验。当表头满偏电流为Ig（1mA），通过表头两端的电压为Ug时，则表头内阻为Rg=Ug/Ig。现在要把此表头改装成一个两成为100mA的电流表和一个量程为1V的电压表。先用半偏法测内阻，如图1，使开关S置于1位置，调电源电压（从0开始增大）使表头电流为0.5mA；把开关S置于2处，电源电压不变，调电阻箱的电阻R（从最大量
4、程开始减小）使表头示数为0.5ma,此时电阻箱的读数即为表头的内阻。再根据欧姆定律U=RI推导出要把此表头改装成10mA的电流表和1V的电压表时所要并联的电阻值和串联的电阻值如图如图2和图3 注：图1测内阻 图2电流表RI=IgRg/（I-Ig） 图3图3电压表电流表Ru=IgRg/（I-Ig）R2=（U/Ig）-Rg（二）实验步骤以及数据分析 1 用半偏法测内阻：先按照图1把电路连接好，在用半偏法测内阻，首先开关置于1位置，调电源电压（从0慢慢增大）使表头示数为0.5mA.然后把开关S置于2位置，调电阻箱（从最大开始慢慢减小）使电表示数为0.5mA，此时电阻箱的读书即为表头的内阻，记为Rg=
5、104.2。 2 把1mA的表头改装成100mA的电流表：根据公式RI=IgRg/（I-Ig）=11.57（Ig=1mA，I=10mA，Rg=104.2），然后把此电阻值从电阻箱并联到表头上如图2，这样10mA的电流表就改装成了。 3 把1mA的表头改装成1V的电压表：根据公式Ru=(U/Ig）-Rg=895.8（U=1V，Ig=1mA，Rg=104.2），然后把此电阻值从电阻箱中连入电路中，如图3，这样1V的电压表就制作成。二 对实验仪器的介绍MF-30设备是个表头仪器，内部主要由磁铁和有弹性的铁丝组成，当有电流通过时，指针会受到力的作用而发生偏转，当断开电源后又通过有弹性的铁丝拉力的作用指
6、针回到零刻度，从而实现测量数值。三 对于目前不同实验方法进行比较，分析各方法的优缺点测内阻时，除了用半偏法外，还可以通过计算得到内阻，把开关S置于1处,通电后，测出通过表头的电流和电压，然后根据欧姆定律U=RI,得Rg=Ug/Ig(Rg为表头内阻，Ug为通过表头的电压，Ig为通过表头的电流)，从而也可算出表头内阻。当电流表内接时，电流表示数准确，而由于电流变分压，所以电压表示数偏大，从而导致算出的Rg变大，反之电流表外接是，算出的Rg偏小。所以此方法误差较大，一般不用，而用半偏法测内阻。四 对于实验中人、仪器和环境因素对实验的影响进行分析 误差分析，造成误差的原因，有人为的原因和设备的原因等。 1 人为原因：由于测量者的原因，测量是难免会有误差，比如，读书时眼光线不与刻度相平行，可能会导致读出的数与实际值相比偏大或偏小，这样算出来的R的值就会有误差。 2 设备原因：由于表头内部是由磁铁和一个小铁丝（有弹性的小铁丝）组成，这样时间久难免会有变形这样也会有一定的误差。五 分析出个实验存在的主要问题 1 测内阻时，由于是使用半偏法，要读两次示数，所以不可避免的会存在一些误差。在测量时，一定要认真、仔细的观察指针，尽量使自己的视线与刻度盘平行，从而减小实验误差。 2 实验中使用线连接的电路，而线是由长度的，所以线是由电阻的，从而也会影响实验结果。 3 线与接线柱的接触是否稳定。
