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1、电压表和电流表电压表和电流表 电路的设计电路的设计电压表及电流表电路的设计电流表电流表 1. 电流表的构造和工作原理电流表的构造和工作原理:2.电流表的三个参数电流表的三个参数:(1)电流表电流表G的电阻的电阻Rg叫做电流表的内阻；叫做电流表的内阻；(2)指针偏转到最大刻度时的电流指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流；叫做满偏电流；(3)电电流流表表G通通过过满满偏偏电电流流时时，加加在在它它两两端端的的电电压压Ug叫做满偏电压。叫做满偏电压。电压表及电流表电路的设计电流表的改装电流表的改装 1.电流表改装成电压表电流表改装成电压表电电压压表表内内阻阻 ,由由这这个个式式子子可可知知，电
2、电压压表表量量程程越越大大，分分压压电电阻阻就越大，其内阻也越大。就越大，其内阻也越大。 电压表及电流表电路的设计例题例题 已已知知一一个个灵灵敏敏电电流流计计的的满满偏偏电电流流为为300A，内内阻阻为为200，现将其改装为量程为，现将其改装为量程为3V的电压表：的电压表：应串联一个多大的电阻？应串联一个多大的电阻？当当改改装装后后的的电电表表指指针针偏偏转转如如图图所所示示时时，电电表表所所测量的电压多大？测量的电压多大？将将改改装装后后的的电电压压表表接接入入电电路路中中。已已知知电电源源电电动动势势为为3V，内内阻阻为为1，外外电电阻阻R=29，则则此此时时电电压压表表的的读读数数应应
3、为为_V，若若改改装装过过程程出出现现误误差差，导导致致电电压压表表的的实实际际读读数数为为2.8V，说说明明串串联联的的电电阻阻偏偏_。（大或者小）。（大或者小）大大电压表及电流表电路的设计(95全全国国7)两两个个定定值值电电阻阻R1、R2串串联联后后接接在在输输出出电电压压U稳稳定定于于12V的的直直流流电电源源上上。有有人人把把一一个个内内阻阻不不是是远远大大于于R1、R2的的电电压压表表接接在在R1两两端端(如如图图)，电电压压表表的的示示数数为为8V。如如果果把把此此电电压压表表改改接接在在R2的两端，则电压表的示数将的两端，则电压表的示数将A.小于小于4VB.等于等于4VC.大于
4、大于4V，小于，小于8VD.等于或大于等于或大于8V 例题例题 A电压表及电流表电路的设计电流表的改装电流表的改装 2.小量程电流表改装成大量程的电流表小量程电流表改装成大量程的电流表电电流流表表内内阻阻 ,由由这这式式子子可可知知，电电流流表表量量程程越越大大，分分流流电电阻阻就就越小，其内阻也越小。越小，其内阻也越小。 电压表及电流表电路的设计例题例题 已已知知一一个个灵灵敏敏电电流流计计的的满满偏偏电电流流为为300A，内内阻阻为为200，现将其改装为量程为，现将其改装为量程为0.6A的电流表：的电流表：应并联一个多大的电阻？应并联一个多大的电阻？当当改改装装后后的的电电表表指指针针偏偏
5、转转如如图图所所示示时时，电电表表所所测量的电流多大？测量的电流多大？将将改改装装后后的的电电流流表表接接入入电电路路中中。已已知知电电源源电电动动势势为为3V，内内阻阻为为1，外外电电阻阻R=29，则则此此时时电电流流表表的的读读数数应应为为_A，若若改改装装过过程程出出现现误误差差，导导致致电电流流表表的的实实际际读读数数为为0.09A，说说明明并并联联的的电电阻阻偏偏_。（大或者小）。（大或者小）小小电压表及电流表电路的设计例题例题 (98全全国国11)图图示示的的两两种种电电路路中中，电电源源相相同同，各各电电阻阻器器阻阻值值相相等等，各各电电流流表表的的内内阻阻相相等等且且不不可可忽
6、忽略略不不计计。电电流流表表A1、A2、A3和和A4读读出出的的电电流流值值分分别别为为I1、I2、I3和和I4。下下列列关系式中正确的是关系式中正确的是A. I1I3 B. I1 I4 C. I22I1 D. I2 I3+I4BD电压表及电流表电路的设计例题例题 (04全全国国23)电电动动势势为为E=12V的的电电源源与与一一电电压压表表和和一一电电流流表表串串联联成成闭闭合合回回路路。如如果果将将一一电电阻阻与与电电压压表表并并联联，则则电电压压表表的的读读数数减减小小为为原原来来的的1/3，电电流流表表的的读读数数增增大大为为原原来来的的3倍。求电压表原来的读数。倍。求电压表原来的读数
7、。电压表及电流表电路的设计例题例题 四四个个相相同同的的小小量量程程电电流流表表(表表头头)分分别别改改装装成成两两个个电电流流表表A1、A2和和两两个个电电压压表表V1、V2。已已知知电电流流表表A1的的量量程程大大于于A2的的量量程程，电电压压表表V1的的量量程程大大V2的的量量程程，改改装装好好后后把把它它们们按图示接入电路，则按图示接入电路，则A.电流表电流表A1的读数大于电流表的读数大于电流表A2的读数的读数B.电电流流表表A1的的偏偏转转角角小小于于电电流流表表A2的的偏偏转转角角C.电压表电压表V1的读数小于电压表的读数小于电压表V2的读数的读数D.电压表电压表V1的偏转角的偏转
8、角等于电压表等于电压表V2的偏转角的偏转角AD电压表及电流表电路的设计例题例题 如如图图所所示示，A1和和A2是是两两只只不不同同的的电电流流表表，V1和和V2是是两两只只相相同同的的电电压压表表。电电流流表表A1的的示示数数是是1.4mA，电电压压表表V1和和V2的的示示数数分分别别是是0.6V和和0.8V，试求：，试求：(1)电流表电流表A2示数；示数；(2)电流表电流表A2的内阻。的内阻。 电压表及电流表电路的设计例题例题 将将两两个个相相同同的的电电流流计计分分别别与与电电阻阻并并联联后后改改装装成成电电流流表表A1(03A)和和电电流流表表A2(00.6A)，现现把把这这两两个个电电
9、流流表表并并联联接接入入如如图图所所示示的的电电路路中中测测量量电电流流，当可变电阻当可变电阻R调节为调节为9时，时，A2刚好满偏。问：刚好满偏。问：(1)A2满偏时，另一电流表满偏时，另一电流表A1的示数是多大？的示数是多大？(2)若若可可变变电电阻阻R调调节节为为20时时。A1刚刚好好半半偏偏。已已知知A1、A2的内阻很小，求电源电动势和内电阻。的内阻很小，求电源电动势和内电阻。电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 1.电学实验的原则：安全、可行、方便、节能。电学实验的原则：安全、可行、方便、节能。(1)安安全全：实实验验时时，必必须须保保证证实实验验电电路路各各个个电电学学器器件
10、件的的安安全全（包包括括电电流流表表、电电压压表表、被被测测用用电电器器、电源等）及人的安全；电源等）及人的安全；(2)可行：所选择的仪器能使实验正常进行；可行：所选择的仪器能使实验正常进行；(3)方方便便：所所选选择择的的仪仪器器在在调调节节时时比比较较容容易易控控制制被被测测量量的的物物理理量量的的变变化化，即即是是要要被被测测量量的的物物理理量量的的变化比较平缓；变化比较平缓；(4)节能：节能：电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.测量电路测量电路 ：(1)电路：电路：电电流流表表接接在在电电压压表表外外侧侧叫叫做做外外接接法法（图图甲甲），电电流流表表接接在在电电压压表表内
11、内侧侧叫叫做做内内接法（图乙）接法（图乙）(2)误差分析：误差分析：a. 外接法：外接法：R测测 R真真电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 (3) 电路选择电路选择 ：【试触法试触法】未给出未给出Rx的估计阻值时用。的估计阻值时用。RVRX外接法外接法内接法内接法 RARX如如图图测测电电阻阻R，当当电电压压表表的的表表头头P从从A点点，接接到到B点点时时电电压压表表读读数数变变化化明明显显，应应用用_接接法法；电电流流表表读数变化明显，应用读数变化明显，应用_接法。接法。电压表及电流表电路的设计例题例题 一一个个未未知知电电阻阻Rx无无法法估估计计其其电电阻阻值值，某某同同学学用用
12、伏伏安安法法测测电电阻阻的的两两种种电电路路各各测测量量一一次次，如如图图所所示示，按按甲甲图图测测得得数数据据是是3.0V、3.0mA，按按乙乙图图测测得得数数据据是是2.9V、4.0mA，由由此此可可知知按按 图图所所示示的的电电路路测测量量的的误误差差较较小小， Rx的的真真实实值值更更接接近近于于 。思思考考：Rx的的真真实实值值大大于于还还是是小小于于1000 ？若若已已知知电电流流表表内内阻阻为为0.1，那那么么Rx真真实实值值是是 。电压表及电流表电路的设计例题例题 (06全全国国22)现现要要测测定定一一个个额额定定电电压压4V、额额定定功功率率为为1.6W的小灯泡的伏安特性曲
13、线。要求所测电压范围为的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.14V。现现有有器器材材：直直流流电电源源E(电电动动势势4.5V、内内阻阻不不计计)，电电压压表表V(量量程程4.5V，内内阻阻约约为为4104)，电电流流表表A1(量量程程250mA，内内阻阻约约为为2)，电电流流表表A2(量量程程为为500mA，内内阻阻约约为为1)，滑动变阻器，滑动变阻器R(最大阻值约为最大阻值约为30)，电键，电键S，导线若干。，导线若干。如如果果既既要要满满足足测测量量要要求求，又又要要测测量量误误差差较较小小，应应该该选选用用的电流表是，下面的电流表是，下面两个电路应该选用的是。两个电路应该选用的
14、是。电压表及电流表电路的设计例题例题 用用伏伏安安法法测测量量Rx的的电电阻阻，无无论论是是用用内内接接法法或或外外接接法法测测量量，都都不不可可避避免免产产生生由由电电表表内内阻阻引引起起的的测测量量误误差差，有有两两个个研研究究性学习小组分别设计了以下的实验方案：性学习小组分别设计了以下的实验方案：1.第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：第第一一步步：将将电电键键S2接接2，闭闭合合电电键键S1，调调节节滑滑动动变变阻阻器器RP和和RW，使使电电表表读读数数接接近近满满量量程程，但但不不超超过过量量程程，记记录录此此时电压表和
15、电流表的示数时电压表和电流表的示数U1、I1。 请你写出接着的第二步，并说请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据：明需要记录的数据：_ _；由以上记录的数据计算出被测由以上记录的数据计算出被测电阻电阻Rx的表达式为的表达式为Rx_；简要分析此实验方案为何能避简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差免电表内阻引起的实验误差_。 电压表及电流表电路的设计例题例题 2.第第二二组组同同学学利利用用图图丁丁的的电电路路测测量量，其其中中R1是是电电阻阻箱箱，R2=72、R3100。合合上上S，当当R1未未调调至至图图中中所所示示阻阻值值时时，灵灵敏敏电电流流计计G的的指指针针会会偏偏转转
16、，将将R1调调至至如如图图中中所所示示时时，灵灵敏敏电电流流计计的的指指针针回回到到零位。零位。在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；读出图中电阻箱的阻值为读出图中电阻箱的阻值为R1 = ，算出待测电阻，算出待测电阻的值的值Rx =_。电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：（滑动变阻器）：（滑动变阻器）(1)电路：电路：a.限流式接法限流式接法(2)选择原则：选择原则：a.一一般般情情况况或或者者没没有有特特别别说说明明的的情情况况下下，由由于于限限流流电电路路能能耗耗较较小小，结结构构连连接接简简单单，应应优优先先考考虑虑
17、限限流连接方式；流连接方式；b. R变变RX 或或 R变变 RX ，要选用限流连接方式。，要选用限流连接方式。注意：闭合开关注意：闭合开关S前，前，P在在b端。端。电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：（滑动变阻器）：（滑动变阻器）(1)电路：电路：b.分压式接法分压式接法(2)选择原则：选择原则：a.负负载载电电阻阻的的阻阻值值Rx远远大大于于变变阻阻器器的的总总电电阻阻R，须须用用分分压压式式电电路路；b.要要求求测测量量电电路路的的电电压压从从零零开开始始或或要要求求测测多多组组数数据据；c.实实验验所所提提供供的的电电压压表表、电电流流表表的的量量程程或
18、或电电阻阻元元件件允允许许最最大大电电流流较较小小，采采用用限限流流接接法法时时，无无论论怎怎样样调调节节，电电路路中中的的实实际际电电流流均均超超过过所所允允许许的的最最大大电电流流，在在这这种种情情况况下下，必必须采用分压接法。须采用分压接法。电压表及电流表电路的设计实验器材的选择实验器材的选择1. 选择内容：选择内容：器材种类器材种类 器材规格器材规格2. 选择原则选择原则：安全因素安全因素 ；误差因素误差因素 ；便于操作便于操作 。3. 选择步骤：选择步骤：依据实验目的确定器材种类；依据实验目的确定器材种类；依据实验原理画出电路图；依据实验原理画出电路图；估估算算电电流流和和电电压压最
19、最大大（小小）值值，确确定定电电表表量量程、变阻器规格。程、变阻器规格。电压表及电流表电路的设计例题例题 欲欲用用伏伏安安法法测测定定一一段段阻阻值值约约为为5左左右右的的电电阻阻，要要求测量结果尽量准确现备有以下器材：求测量结果尽量准确现备有以下器材：电池组电池组(3V、1) 电流表电流表(3A、0.0125)电流表电流表(0.6A、0.125) 电压表电压表(3V、3k) 电电压压表表(15V、15k) 滑滑动动变变阻阻器器(20、1A)滑动变阻器滑动变阻器(2000、0.3A) 电键、导线电键、导线上述器材中应选用上述器材中应选用 (填各器材字母代号填各器材字母代号)；实验电路应采用电流
20、表实验电路应采用电流表 接法；接法；为为使使通通过过待待测测金金属属导导线线的的电电流流强强度度能能在在00.5A范范围围内内改改变变，请请按按要要求求画画出出测测量量待待测测金金属属导导线电阻线电阻Rx的电路图。的电路图。外外电压表及电流表电路的设计例题例题 要要用用伏伏安安法法测测定定一一电电阻阻，阻阻值值约约为为10，额额定定功功率率P = 2W，可选用的仪器：，可选用的仪器：电源：电源：E1、干电池、干电池1节节1=1.5V、E2、蓄电池、蓄电池1组组2=6V、E3、直流稳压电源、直流稳压电源1个输出电压个输出电压10V电压表：电压表：V1（010V， 内阻内阻 10k）、）、V2（0
21、30V， 内阻内阻30k）电流表：电流表：A1（00.6A， 内阻内阻0.5）、）、A2（03.0A，内阻，内阻0.1）滑动变阻器：滑动变阻器：010开关及导线若干。开关及导线若干。要求：选取规格合适的器件组成正确的电路。要求：选取规格合适的器件组成正确的电路。电压表及电流表电路的设计实物图连接实物图连接 3、一一般般先先从从电电源源正正极极开开始始，到到开开关关，再再到到滑滑动动变变阻阻器器等等，按按顺顺序序以以单单线线连连接接方方式式将将主主电电路路中中要要串串联联的的元元件件依依次次串串联联起起来来；其其次次将将要要并并联联的的元元件件再再并并联联到到电电路路中中去去；连连接接完完毕毕，
22、进进行行检检查查，检检查查电路应对照电路图按照连线的方法和顺序进行。电路应对照电路图按照连线的方法和顺序进行。 1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式；、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式；2、参参照照实实物物在在图图中中的的位位置置画画出出电电路路图图，并并在在电电路图上标出仪表正负极且明确电表量程；路图上标出仪表正负极且明确电表量程；【注注意意】(1)滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动头头位位置置；(2)接接线线要要上上柱柱，连连线线不不交交叉叉；(3)仪仪表表量量程程及及正正负负极极(电电流流必必须从正极流入，负极流出须从正极流入，负极流出 )。电压表及电流表电路的设计例题例题 图图甲甲是是把把改改装装成成的的电电压压表表跟跟标标准准电电压压表表进进行行核核对对的的电电路路图图。它它对对从从零零至至满满刻刻度度的的所所有有刻刻度度都都能能核核对对。图图乙乙是是电电流流表表改改装装和和核核对对所所需需的的器器材材。根根据据所给的电路图将所给器材连接成实验电路。所给的电路图将所给器材连接成实验电路。电压表及电流表电路的设计例题例题 电压表及电流表电路的设计
