浅谈电表改装

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1、浅谈电表的改装李一新（江西省都昌县第一中学江西332600）实验中使用的电流表和电压表都是经过改装而成的，既可以用小量程的电流表进行改装，也可以用小量程的电压表进行改装，改装成电流表时需并联一个分流电阻，改装成电压表时需串联一个分压电阻，其原理都是利用欧姆定律，在改装前首先要测量电表的内阻，改装后再进行校准，更换刻度盘。一、小量程的电流表改装成大量程的电流表VASEr图1RO10.1230.20.30.40.5U/VI/A图2例1实验室有一电流表A（量程0.5A，内阻约几欧姆），现要将其量程扩大到1.5A，并进行校准。为此实验室提供了以下器材：

2、图3电压表V（量程3V，内阻很大）；电池组（电动势E未知，内阻r=3Ω）；滑动变阻器R（约40Ω）；标准电流表A’（量程1.5A）；电阻箱R；电键S；导线若干。①为扩大电流表量程，必须知道电流表的内阻，可用如图1所示的电路测量电流表A的内阻。图2中的5个点表示实验中测得的5组电流I和电压U的值。据此可知电流表的内阻RA=Ω；②对改装的电流表用标准电流A’进行校准。在如图3所示的实物图上，用笔画线代替导线，将实物连接成校准改装后的电流表的电路。图中电阻箱的阻值是Ω。（保留两位有效数字）（部分连线已经接好）图4解析①如图2所示的U—I图象，其斜率为

3、电源的等效内阻，而，则电流表的内阻RA=3Ω。②在连接电路时，一是要将电阻箱并联在电流表A上，进行电流表改装，二是进行校准时控制电路要连接成分压式，连成后的完整电路图如图4所示。电阻箱的阻值即是改装时需并联的分流电阻。二、小量程的电流表改装成电压表G图5例2如图5所示，是测定电流表内阻实验的电路图，电流表的内阻约100Ω，满偏电流是500μA，有合适的电阻箱。R①实验室中配有的可变电阻和内阻忽略的电源如下：S2A．电位器，阻值范围为0～200ΩR’S1B．电位器，阻值范围为0～20kΩC．电源，电动势9VD．电源，电动势12V为了减少系统误差，

4、在上述配有的可变电阻与电源中，电路中的电位器R应选用，电源应选用。（填字母代号）②某学生进行的实验步骤如下：a．选将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度。b．再合上S2，调节R‘和R的阻值，使电流表指针偏转到时满刻度的一半。c．记下R‘的阻值。指出上述实验步骤中有什么错误。③如果按正确的实验步骤，测得R‘的值为100Ω，要把它改装成量程为2V的电压表，则应串联的分压电阻为Ω。④由于系统误差，上述电流表的内阻的测量值比真实值（填“偏小”或“偏大”），这一因素，使得用上述改装成的电压表测电压时，其读数比电压表两端的实际

5、电压（填“偏小”或“偏大”）。解析①若选用电源D，电路中的总电阻最小值为kΩ，没有一个电位器满足要求，故电源只能选项用电源C，此时电路中的总电阻最小值为kΩ，则电位器选用B。②步骤b中有错误，S2合上时，不应再调节R，只调节R‘阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半。③串联的分压电阻④合上S2后，由于电路中的总电阻略减小，总电流略增大，流过可变电阻R‘的电流比略大一些，故电流表内阻的测量值比真实值偏小。这一因素至使串联的分压电阻R串偏大，使得整个电压表的内阻增大，量程增大，使用上述改装成的电压表测电压时，其读数比电压表两端的实际电压偏小。三、小量

6、程的电压表改装成大量程的电压表VR1R2S2S1图6例3（2008年全国卷Ⅰ）一直流电压表V，量程为1V，内阻为1000Ω。现将一阻值在5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程。为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6~7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线。（1）为达到上述目的，将图6连成一个完整的实验电路图。（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V。由此可以计算出改装

7、后电压表的量程为V，电源电动势为V。解析（1）连线如图7所示。VR1R2S2S1图7（2）由闭合电路欧姆定律，当S1与S2均闭合时，当S1闭合，S2断开时联立以上两式，代入数据可得：R1=6000Ω，E=6.3V，改装后的电压表的量程为V。四、小量程的电压表改装成电流表例4（2004年全国卷Ⅱ）实验室内有一电压表mV，量程为150mV，内阻约为150Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑动变阻器R’，电流表A（有1.5mA，15mA与150mA三个量程）及开关K

8、mVAKER’图8a.对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用如图8所示的电路测量电压表mV的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的