高三物理实验复习-13把电流表改装为电压表

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1、高三物理实验复习-13把电流表改装为电压表一、实验思想方法和原理1、电流表和电压表（1）电流表如图，电流表是根据通电线圈在磁场中受磁场力而偏转做成的。绕制电流表的导线很细，允许通过的电流很小。虽然它具有灵敏度高的优点，但作为测量仪器却不太实用，因为一般电路的电流都比它的量程要大得多。要用电流表来测量电流和电压，就得将其改装。安培表和伏特表都是由电流表改装而成的。（2）电压表根据欧姆定律U=IR，电流表通电线圈两端的电压U与通过线圈的电流I成正比。从理论上讲，只要在电流表的表盘上标电流的刻度处标出相应的电压值，就是电压表。但正如前边所说，作为测量仪器，它的量程太小，没有实用价值。利用串联电路的分

2、压原理，给电流表串联一个电阻R，把电流表G和串联电阻R整体作为表头，在电流表表盘上标电流的刻度处标出相应的总电压值，就是电压表。GRU2、把电流表改装为电压表[电流表的满偏电流Ig已知，电流表内阻Rg和待串联电阻R未知]（1）测定电流表的内阻Rg你学过几种测电阻的方法？（用欧姆表测量；用伏安法测量。）本实验为什么不用以前学过的方法测定电流表的内阻？（一般情况下，欧姆表的测量值太粗略，不能满足测量的精确度。用伏安法测量电压值太小，在电压表上读不出。设电流表的内阻Rg=100Ω，量程Ig=600μA，请你计算一下它的满偏电压。）对于不能直接测量的量，用等效代换的方法GR′甲（设想让电流表的内阻等于

3、电阻箱的阻值。电流表和电阻箱的连接方式可有以下甲、乙两种选择。）a、如图甲，电阻箱的阻值可以改变，且能够读出，电路中的电流I也可读出，你能通过改变电阻箱的阻值测出电流表的内阻吗？乙GR′b、如图乙，如果电路中的总电流可以保持不变，先不接电阻箱，让电流表满偏，然后接入电阻箱，调节电阻箱的值，让电流表半偏，此时，电阻箱的阻值与电流表相等（为什么？）。此方法即为测电流表内阻的半偏法。c、实际上，由欧姆定律ε=I（R外5＋r）知，接入电阻箱后，由于外电阻的改变，电路的总电流也随之改变。让电路中的总电流不变的条件是达不到的。但我们可以想办法让电路中总电流的改变量尽可能小，以至达到可忽略的程度。GR′′S

4、1RS2在电路乙中接入一个电阻很大的电位器R，这样不管电阻箱是否接入电路，电流表的内阻或者电流表和电阻箱并联的电阻都可以忽略不计，这就满足了电路中总电流近似不变的条件。d、闭合S1，断开S2，调节电位器R的阻值，让电流表满偏；不改变电位器R的阻值，闭会S2，调节电阻箱R′的阻值，让电流表半偏。这时电阻箱的值即为电流表的内阻。GRU（2）确定串联电阻R[R=]（3）将电阻R与电流表串联，电流表改装为电压表。VSR0GR3、校对改装后的伏特表（1）改装后的伏特表是否准确，需要与标准电压表比较才知道，如果相差太多，就的寻找原因，进行改进才适用。这个过程就是校对改装后的伏特表。（2）校正电路如右图滑动

5、变阻器为什么要接成分压式？一个电流表G的内阻Rg=100Ω，量程Ig=600μA，现已将其改装成量程为3V的电压表。如图为微安表的表头，其中任意两数字间还有10个小等份刻度没画出。0′4′2′6′×100μA′改装后的电压表的读数分别是0.5V、1.0V、1.5V、2.0V时电流表表盘的指针分别指多少微安的位置？指针指2时，待测电路的电压多大？这个电压表的精确度是多少？如果改装后的电压表读数为3V时，标准电压表的读数为3.1V，写出满刻度百分误差的公式，计算满刻度百分误差。二、基本仪器使用电阻箱的使用：1、接通电源前，电阻箱上各旋扭均调到最大值2、使用时从最大档逐渐减小，直到符合要求3、怎样读

6、数？4、如果电阻是9715Ω，在电阻箱上如何表示这个数？三、误差分析GR′′S1RS21、如图为用半偏法测电流表内阻的电路。闭合S1，断开S2，调节电位器R的阻值，当电流表满偏时，要求不改变电位器R的阻值，闭会S2，调节电阻箱R′的阻值，让电流表半偏。为什么要求不改变电位器R的阻值？52、电阻箱R′接入电路后，电路中的总电流是增大了，还是减小了？3、设电阻箱接入前电路中的总电流为I，电阻箱接入后电路中的总电流为I′。则当电流表的指针指满刻度的一半时，通过电阻箱的电流是否等于I/2？如果不等于I/2，是大于I/2，还是小于I/2？实际上电阻箱的电阻比电流表的内阻大还是小？也就是是说电流表的测量值

7、比真实值大还是小？这样改装的电压表内阻的真实值比计算值大还是小？4、由以上分析，用半偏法测电阻会造成系统误差，由于这个误差，改装后的电压表与标准表相比，读数总是偏大还是偏小？四、练习题VSR0GR1、如图所示，将一个改装后的电压表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表读数偏大一些，如果表头G的Ig是准确的，出现的误差可能原因是①Rg的测量值比真实值偏大②Rg的测量值比真实值偏小③所串联的R比公