实验把电流表改装为电压表

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1、十一.实验：把电流表改装为电压表【要点导学】1．电压表是由灵敏电流表串联一定的分压电阻所组成。为了计算分压电阻需要测定电流表的两个基本参数，即_________和_________。2．用串联分压的原理来改装电压表，扩大量程。串联的电阻大小根据所分担的电压来计算即R串=（U-IgRg）/Ig。3．“半偏法”测电流表内阻图14—11—1因为电流表G的满偏电流都很小（常见的如50μA、100μA、300μA，实验室用的大型电流表为2mA），所以，一般测电阻的方法对它不适用。半偏法测电流表内阻的电路如图14—

2、11—1所示，R是电位器，R’是电阻箱.实验时先合上电键S1,调节R使电流表指针满偏，保持R不变，再合上电键S2,调节电阻箱R’的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半,在R>>R’的条件下，可认为Rg=R’。4．改装电压表图14—11—2根据Ig、Rg和要求改装后电压表得量程U,计算串联电阻：R串=（U-IgRg）/Ig，选择电阻箱上的阻值为R串，把电流表和该电阻箱串联，就做成了量程为U的电压表。此时电流表的刻度就是电压表的刻度了，满偏电流Ig代表电压U，刻度是均匀的。考虑到学生用电阻箱最大阻值只有99

3、99Ω，用J0415型微安表宜改装成为量程2V，用J0409型电流表宜改装成量程3V。5．与标准电压表校对将改装后的电压表与标准电压表进行校对时的电路如图14—11—2所示，应注意：（1）改装后的电压表与标准表并联；（2）滑动变阻器连接成分压式，以便于将改装后的电压表与标准电压表从0到满刻度逐一进行校对。（3）算出改装电压表满刻度的误差，其数值等于改装表的满偏读数值U’跟标准电压表上的读数值U之差与标准电压表读数之比，即百分误差为：∣U’-U∣/U×100％。当改装表的最大指示值不准时，调它的分压电阻R

4、1来校准。但另外的点仍不准，这是电流表G或电压表V的线性不良造成的。6．注意事项（1）实验中当R>1OOR’时，即可用R’代替Rg。这时相对误差不大于1％。（2）测电流表内阻时，在S1闭合前，应将R调到最大，以免烧坏电流表。（3）测电流表内阻时，在S2闭合后，不能再调节R，否则将改变电路的总电流，影响实验的精确度。【范例精析】例1一个分压电阻为R1串联到电压表上，使电压表的量程扩大为原来的n倍，另一个分压电阻R2串联到同一电压表上，量程扩大到原来的m倍，如果把这两个电阻并联之后再串联到电压表上，此时电

5、压表的量程扩大了几倍？解析设原电压表的内阻为RV，原来的量程为U，满偏电流为I，则有：U=IRV串联上分压电阻R1时，有：I（R1+RV）=nU串联上分压电阻R2时，有：I（R2+RV）=mUR1、R2并联后再串联到电压表上时，有：把I=代入得：R1=（n-1）RV，R2=（m-1）RV，由以上方程可解得：拓展本题主要考查电压表的改装，涉及的知识点是串联电阻的分压原理。解题过程中要弄清楚电压表量程的扩大与串联电阻之间的内在联系。例2(2001年江苏、浙江高考题)实验室中现有器材如实物图14—11—3所示

6、，有：电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S；导线若干。要求用图14—11—4所示的电路测定图中电流表A的内阻。图14—11—3图14—11—4（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。

7、（3）你要读出的物理量是______________________________。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是____________________。图14—11—5解析本题可以用半偏法测电流表的内阻,将待测的电流表与电阻箱并联,另一个电流表接在总电路里,保持总电流不变,使电阻箱里分掉一半电流,则待测电流表的内阻与电阻箱的阻值相等.由于电流表A1量程太大,其余表中显示的电流在A1表中无法显示,只能测A2、A3表的内阻。本题的正确答案是：（1）A2和A3；（2）电路连接如图14—11—5所示

8、（3）调节R1，当A3中的电流是A2中的一半时，A3的内阻r3=R1；或者直接读出两电流表的电流I2、I3以及R1，则r3=（I2-I3）R1/I3。拓展本题是一道综合性试题，涉及的知识有电表的选择、实物图的连接、测量电表内阻的方法等。本题测量电表内阻的方法是“半偏法”测电阻的变通应用，利用A3和R1两端电压相等的规律，由通过两者的电流大小得到A3的电阻大小。【能力训练】1．用半偏法测电阻时，可变电阻R既可以用电位器，也可以用电阻箱，而可变