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1、实验把电流表改装为电压表实验把电流表改装为电压表实验目的实验目的1 1会用会用“半偏法半偏法”测电流表的内阻测电流表的内阻2 2学会把电流表改装为电压表学会把电流表改装为电压表3 3会用标准电表进行校准会用标准电表进行校准实验原理实验原理1 1“半偏法半偏法”测内阻测内阻实验器材器材电流表、流表、电阻箱阻箱、开关、开关、电池池组、滑、滑动变阻器阻器(大阻大阻值)、标准准电压表、表、导线实验步步骤1用半偏法用半偏法测电流表内阻流表内阻(1)把两个把两个电键(已已经断开断开)、大阻大阻值变阻器阻器R、电阻箱阻箱R、电流流表和表和电源按照源按照图甲所示的甲所示的电路路连接好；接好；(2)检查电路无路
2、无误后，后，闭合合S1，调节变阻器阻器R，使使电流表流表满偏，偏，干路干路电流流为Ig；(3)保持保持R不不变，闭合合S2后后调节R，使使电流表达到半偏流表达到半偏(满刻度的刻度的一半一半)；(4)记下此下此时电阻箱阻箱R的阻的阻值，即，即为电流表的内阻流表的内阻rg.2改装改装(1)算出算出电流表的流表的满偏偏电压Ug；(2)如果把如果把电流表改装成量程流表改装成量程为U的的电压表，表，计算算应串串联的的电阻阻阻阻值R3；(3)将将电阻箱阻阻箱阻值调为R3，把，把电流表与流表与电阻箱串阻箱串联起来起来3(1)按如按如图乙所示乙所示连接接电路，并使路，并使变阻器阻器R的滑片在分的滑片在分压值最
3、小的位置，使最小的位置，使输出出电压起始起始为零零误差分析差分析1“半偏法半偏法”测电流表内阻流表内阻时，存在系，存在系统误差当差当S2闭合后合后,整整个个电路的路的总电阻阻变小，小，总电流流变大，通大，通过电流表的流表的电流流为原原来的一半，来的一半，则通通过电阻箱的阻箱的电流就大于通流就大于通过电流表的流表的电流即流即R测rg.当当电路中路中Rrg时，误差差较小，因此要使小，因此要使Rrg，同，同时电源源电动势也也应适当大一些适当大一些2改装后的改装后的电压表也存在系表也存在系统误差：差：因因R测rg.串串联的分的分压电阻阻R1计算算值偏大因此改装后偏大因此改装后电表的量程偏大表的量程偏大
4、3电阻箱内有多阻箱内有多处电刷，刷，电刷上有接触刷上有接触电阻，使阻阻，使阻值偏大偏大导致改装表的示数偏小，因此要致改装表的示数偏小，因此要选用接触良好的用接触良好的电阻箱阻箱注意事注意事项1在在调节滑滑动变阻器阻器R的阻的阻值使使电流表流表满偏偏时，滑，滑动变阻器阻器的阻的阻值要比要比电流表的内阻流表的内阻rg大得多，一般要求大得多，一般要求R100rg.2实验时，在，在R较大情况下大情况下为了使了使电流表流表满偏，偏，电源源电动势宜大些宜大些3闭合开关合开关S1时，必，必须先将滑先将滑动变阻器阻器R的阻的阻值调至最大至最大4闭合开关合开关S2、调节电阻箱阻箱R时，应保持滑保持滑动变阻器阻器
5、R的阻的阻值不不变5“半偏法半偏法”测电流表内阻的流表内阻的实验中中R只能用只能用电阻箱，阻箱，R可可用阻用阻值很大的滑很大的滑动变阻器或阻器或电阻箱若阻箱若实验给出两个出两个电阻箱，阻箱，一个阻一个阻值较大大(10 k以上以上)，另一个阻，另一个阻值较小，一定要把阻小，一定要把阻值大的大的连到干路上，阻到干路上，阻值小的与小的与电流表并流表并联6改装后改装后电压表校准，校表校准，校对电路要用分路要用分压式，使改装式，使改装电压表表的的电压可以从零开始一一校可以从零开始一一校对，且不可超量程，且不可超量程拓展拓展创新新在用在用“半偏法半偏法”测电流表内阻流表内阻时，由于存在系，由于存在系统误差
6、，使得差，使得测量量值偏小我偏小我们可以在原可以在原电路的基路的基础上在干路中串接一上在干路中串接一标准准电流表流表A0.经典例题展示经典例题展示例例1考点考点1对实验步步骤和原理的考和原理的考查 (2012高考天津卷高考天津卷)某同学在某同学在进行行扩大大电流表量程的流表量程的实验时，需要知道，需要知道电流表的流表的满偏偏电流和内阻他流和内阻他设计了一个用了一个用标准准电流表流表G1来校来校对待待测电流表流表G2的的满偏偏电流和流和测定定G2内阻内阻的的电路，如路，如图所示已知所示已知G1的量程略大于的量程略大于G2的量程，的量程，图中中R1为滑滑动变阻器，阻器，R2为电阻箱阻箱.该同学同学
7、顺利完成了利完成了这个个实验.(1)实验过程包含以下步程包含以下步骤，其合理的，其合理的顺序依次序依次为_(填填步步骤的字母代号的字母代号)；A合上开关合上开关S2B分分别将将R1和和R2的阻的阻值调至最大至最大C记下下R2的最的最终示数示数D反复反复调节R1和和R2的阻的阻值，使，使G1的示数仍的示数仍为I1，使，使G2的指的指针偏偏转到到满刻度的一半，此刻度的一半，此时R2的最的最终读数数为rE合上开关合上开关S1F调节R1使使G2的指的指针偏偏转到到满刻度，此刻度，此时G1的示数的示数为I1，记下此下此时G1的示数的示数(2)仅从从实验设计原理上看原理上看,用上述方法得到的用上述方法得到
8、的G2内阻的内阻的测量量值与真与真实值相比相比_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相等相等”);(3)若要将若要将G2的量程的量程扩大大为I，并，并结合前述合前述实验过程中程中测量的量的结果，写出需在果，写出需在G2上并上并联的分流的分流电阻阻RS的表达式，的表达式，RS_.【解析】【解析】(1)开关开关闭合前合前应使回路中的使回路中的总电阻阻值最大，最大，实验时，先，先闭合合S1，调整整R1使使G2满偏，偏，测出出G2的的满偏偏电流，然后流，然后利用半偏法利用半偏法(比比较法法)测出出G2的的电阻故合理的阻故合理的顺序依次序依次为BEFADC.例例2考点考点2对本本实验的的综合考合考查(
9、2010高考北京卷高考北京卷)某同学要把一个量程某同学要把一个量程为200 A的直流的直流电流流计G，改装成量度范，改装成量度范围是是04 V的直流的直流电压表表(1)她按如她按如图所示所示电路、用半偏法路、用半偏法测定定电流流计G的内的内电阻阻rg，其，其中中电阻阻R0约为1 k.为使使rg的的测量量值尽量准确，在以下器材中尽量准确，在以下器材中,电源源E应选用用_，电阻器阻器R1应选用用_，电阻器阻器R2应选用用_(选填器材前的字母填器材前的字母)A电源源(电动势1.5 V)B电源源(电动势6 V)C电阻箱阻箱(0999.9 )D滑滑动变阻器阻器(0500 )E电位器位器(一种可一种可变电
10、阻，与滑阻，与滑动变阻器相当阻器相当)(05.1 k)F电位器位器(051 k)(2)该同学在开关断开情况下，同学在开关断开情况下，检查电路路连接无接无误后，将后，将R2的的阻阻值调至最大后至最大后续的的实验操作步操作步骤依次是：依次是：_，_，_，_，最后，最后记录R1的阻的阻值并整理好器材并整理好器材. (请按合按合理的理的实验顺序，序，选填下列步填下列步骤前的字母前的字母)A闭合合S1B闭合合S2C调节R2的阻的阻值，使，使电流流计指指针偏偏转到到满刻度刻度D调节R2的阻的阻值，使，使电流流计指指针偏偏转到到满刻度的一半刻度的一半E调节R1的阻的阻值，使，使电流流计指指针偏偏转到到满刻度
11、的一半刻度的一半F调节R1的阻的阻值，使，使电流流计指指针偏偏转到到满刻度刻度(3)如果所得的如果所得的R1的阻的阻值为300.0 ，则图中被中被测电流流计G的内阻的内阻rg的的测量量值为_，该测量量值_实际值(选填填“略大略大于于”、“略小于略小于”或或“等于等于”)(4)给电流流计G_联(选填填“串串”或或“并并”)一个阻一个阻值为_k的的电阻，就可以将阻，就可以将该电流流计G改装改装为量程量程4 V的的电压表表【解析】【解析】(1)考考虑到减小到减小误差，差，电源源应选电动势较大的大的B.R1要要选能能读出接入出接入电路的路的电阻阻值的的电阻箱阻箱.R2在在电路中是限流路中是限流连接，接
12、，应选用用总阻阻值大于大于30 k的的电位器位器F.(2)电流半偏法的具体操作流半偏法的具体操作顺序是：序是：S1断开，断开，S2闭合；合；调节R2，使，使电流流计指指针满偏；偏；闭合合S1；保持保持R2不不变，调节R1，使使电流流计指指针半偏；半偏；读出出R1，即，即为电流流计内阻内阻值【答案】【答案】(1)BCF(2)BCAE(3)300略小于略小于(4)串串19.7【规律律总结】仪器器选择的一般的一般顺序是先易后序是先易后难首先确定首先确定出必出必须使用而又唯一的使用而又唯一的仪器，然后以其器，然后以其为突破口，根据突破口，根据电路路要求和要求和计算，算，选择出出电源、滑源、滑动变阻器、
13、阻器、电流表、流表、电压表以表以及合理的量程待及合理的量程待测元件的元件的额定定电流、流、额定定电压(估算估算值)是是选择合适量程的合适量程的电流表和流表和电压表的重要依据表的重要依据创新实验评析创新实验评析【范例】【范例】(2011高考新高考新课标全国卷全国卷)为了了测量一微安表量一微安表头A的的内阻，某同学内阻，某同学设计了如了如图所示的所示的电路路图中，中，A0是是标准准电流流表，表，R0和和RN分分别是滑是滑动变阻器和阻器和电阻箱，阻箱，S和和S1分分别是是单刀双刀双掷开关和开关和单刀开关，刀开关，E是是电池完成下列池完成下列实验步步骤中的填空：中的填空：(1)将将S拨向接点向接点1，
14、接通，接通S1，调节_，使待，使待测表表头指指针偏偏转到适当位置，到适当位置，记下此下此时_的的读数数I；(2)然后将然后将S拨向接点向接点2，调节_，使，使_，记下此下此时RN的的读数；数；(3)多次重复上述多次重复上述过程，程，计算算RN读数的数的_，此即，此即为待待测微安表微安表头内阻的内阻的测量量值【解析】【解析】(1)将将S拨向接点向接点1，接通，接通S1，调节R0，使待，使待测表表头指指针偏偏转到适当位置，到适当位置，记下此下此时标准准电流表流表(或或A0)的的读数数I.(2)然后将然后将S拨向接点向接点2，调节RN，使，使标准准电流表流表(或或A0)的的读数数仍仍为I，记下此下此时RN的的读数数(3)多次重复上述多次重复上述过程，程，计算算RN读数的平均数的平均值，即，即为待待测微安微安表表头内阻的内阻的测量量值【答案】【答案】(1)R0标准准电流表流表(或或A0)(2)RN标准准电流表流表(或或A0)的的读数仍数仍为I(3)平均平均值【名【名师点点评】本本题的的创新之新之处是是实验原理的改原理的改进，即用替，即用替代法代法测未知未知电流表的内阻流表的内阻
