[精選]【中學物理】電流表和電壓表電阻的測量--資料

1、電流表和電壓表電阻的測量【基礎(chǔ)知識梳理】【電壓表和電流表】1電流表原理：電流表 G 是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角 與電流強度 I 成正比，即 = kI，故表的刻度是均勻的。2電流表的主要參數(shù)表頭內(nèi)阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig ：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓U g：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故U gI gRg3電流表改裝成電壓表：方法 _聯(lián)一個 _電阻 R，如圖所示，若量程擴大n 倍（ n = U/U g），則根據(jù)分壓原理，需 _ 聯(lián)的電阻值 R =_= (_) Rg，故量程擴大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。4

2、電流計擴大量程：方法 ：_聯(lián)一個 _電阻 R，如圖所示， 若量程擴大 n倍（ n I/Ig），則根據(jù)分流原理，需要_聯(lián)的電阻值 R = _= (_) Rg，故量程擴大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越小。5例題例 1一毫安表頭滿偏電流為 9.90 mA ，內(nèi)阻約為 300 要求將此毫安表頭改裝成量程為 1 A 的電流表，其電路原理如圖所示圖中A 是量程為2 A 的標準電流表， R0為電阻箱， R 為滑動變阻器， S 為開關(guān)， E 為電源 完善下列實驗步驟：mA 將虛線框內(nèi)的實物圖按電路原理圖連線； 將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至端（填“ a”或A“ b”），電阻箱 R0 的阻值調(diào)至零； 合上開關(guān)； 調(diào)節(jié)滑動

3、變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，使R0標準電流表讀數(shù)為 1 A； 調(diào)節(jié)電阻箱 R0 的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此SE時標準電流表的讀數(shù)會（填“增大”、“減小”或“不變”）； 多次重復步驟，直至標準電流表的讀數(shù)為，同時毫安表指針滿偏 回答下列問題： 在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用阻值的讀數(shù)為3.1 ，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為_ 用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電流表指針半偏， 此時流過電阻箱的電流為_A 對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個可能影響它的準確程度的因素：?！倦娮璧臏y量 】1實驗原理：原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電流，用 R=

4、 U/ I 即可得到阻值 .2伏安法測電阻的兩種電路形式3實驗電路選擇 測量電路連接方式誤差來源測量值與真實值關(guān)系適用范圍外接法內(nèi)接法 測量電路選擇方法 直接比較法：當待測電阻Rx 較小且遠小于電壓表內(nèi)阻RV 時，應選用外接法；當待測電阻 Rx 較大且遠大于電流表內(nèi)阻RA 時，應選用內(nèi)接法。 臨界值法：當待測電阻Rx < _ 時，視 Rx 為小電阻，應選用外接法；當 Rx> _時，視 Rx 為大電阻，應選用內(nèi)接法；當Rx = _ 時，兩種接法均可。 控制電路 滑動變阻器分壓式、限流式接法選取如圖所示的兩種電路中， 滑動變阻器（最大阻值為 R0）對負載 RL 的電壓、電流強度都起控制

5、調(diào)節(jié)作用，通常把圖（ a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法。負載 RL 上電壓調(diào)節(jié)范圍 （忽負載 RL 上電流調(diào)節(jié)范圍相同條件下電路消略電源內(nèi)阻）（忽略電源內(nèi)阻）耗的總功率限流接法分壓接法比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小 滑動變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動變阻器以何種接法接入電路，應遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取。 下列三種情況必須選用分壓式接法：（ i ）要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時（如：測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測量時，必須采用分壓接法.（ ii ）當用電器的電

6、阻 RL 遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時，必須采用分壓接法.因為按圖（ b）連接時，因RL>> R0Rap，所以 RL 與 Rap 的并聯(lián)值 R并Rap，而整個電路的總阻約為R0，那么 RL 兩端電壓UL=IR并=U·Rap，顯然 U L Rap，且 Rap 越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越R0平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作。（ iii ）若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL 的額定值時，只能采用分壓接法。 下列情況可選用限流式接法：（ i ）測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍

7、內(nèi)測量，且RL與R0接近或 RL 略小于 R0，采用限流式接法 .（ ii ）電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法 .（ iii ）沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法 .4例題例 2 用伏安法測量某一電阻Rx 阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻Rx（阻值約 5 ，額定功率為 1 W ）；電流表 A 1（量程 00.6 A ，內(nèi)阻0.2 ）；電流表 A 2（量程 03 A ，內(nèi)阻 0.05）；電壓表 V 1（量程 03 V ，內(nèi)阻 3 k ）；電壓表V 2（量程 015 V ，內(nèi)阻 15

8、k ）；滑動變阻器R0（ 050 ），蓄電池 （電動勢為6 V ）、開關(guān)、導線。為了較準確測量Rx 阻值，電壓表、電流表應選 _，并畫出實驗電路圖。5在“伏安法測電阻”的實驗中，一般選用總阻值較小的滑動變阻器，可方便調(diào)節(jié)。 在滑動變阻器作限流作用時，為使負載RX 既能得到較寬的電流調(diào)節(jié)范圍，又能使電流變化均勻，選擇變阻器時，應使其總電阻R0 大于 RX，一般在 2 5 倍為好。 在滑動變阻器作為分壓作用時，一般取滑動變阻器的總電阻R0 在 0.1RX 0.5RX 之間為好。例題 3某電流表的內(nèi)阻在 0.1 0.2 之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：A 待測電流表 A 1：量程 0.6AB

9、 電壓表 V 1：量程 3V ，內(nèi)阻約 2kC電壓表 V 2：量程15V ，內(nèi)阻約10kD滑動變阻器 R1：最大電阻 10E定值電阻 R2：阻值 5F電源E：電動勢 4VG電鍵 S 及導線若干 電壓表應選用_ ； 畫出實驗電路圖； 如測得電壓表的讀數(shù)為V ，電流表的讀數(shù)為I ，則電流表A 1 內(nèi)阻的表達式為：RA =_ ?！緦嶒灧桨傅脑O(shè)計】1器材選擇的原則：準確性原則：選用電表量程應可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉(zhuǎn)不到滿偏角度的1/3，讀數(shù)誤差較大。 安全性原則：通過電源，電表，滑動變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流。 便于操作原則：

10、選擇控制電路時，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實驗要求，又要注意便于操作。經(jīng)濟性原則：成本小。2實物圖連線技術(shù)：無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好；對限流電路，只需用筆畫線當作導線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負接線柱和量程，滑動變阻器應調(diào)到阻值最大處）。對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來， 然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據(jù)伏安法部分電表正負接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點間。例4用以下器材測量一待測電阻的阻值（ 900-1

11、000）電源：具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V電壓表 V 1：量程為1.5V ，內(nèi)阻 r1 =750 電壓表 V 2：量程為5V ，內(nèi)阻 r2 =2500 滑動變阻器：最大阻值約為100 單刀單擲開關(guān) ,導線若干 . 測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻 RX 的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注）。 若電壓表V 1 的讀數(shù)用 U 1 表示，電壓表 V 2 的讀數(shù)用U2 表示，則由已知量和測得量表示RX 的公式為 _ 。I/ A【描繪小燈泡的伏安特性曲線】1實驗電路原理電路如圖所示，因為小電珠（即小燈泡）的電阻較小（ 10 左右）所以應該選用安

12、培表外接法。2小燈泡的電阻會隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而_，所以 U - I 曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩OU/ V端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動變阻器必須選用_接法。若選用的是標有“ 3.8V 0.3A ”的小燈泡，電流表應選用 0-0.6A 量程；電壓表開始時應選用 0-3V 量程，當電壓調(diào)到接近 3V 時，再改用 0-15V 量程。例題 5用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路，請將實物圖連線成為實驗電路。微安表 A ：程 200 A，內(nèi)阻約 200電壓表 V ：量程 3V ，內(nèi)阻約 10K電阻 R：阻值約 20k滑動變阻器 R：最大阻值 50，額定

13、電流 1 A電池組 E：電動勢 3V ，內(nèi)阻不計開關(guān) S 及導線若干例 6現(xiàn)要測定一個額定電壓4 V 、額定功率 1.6 W的小燈泡的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為 0.1 V 4 V ?，F(xiàn)有器材：直流電源 E：電動勢4.5 V ，內(nèi)阻不計電壓表 V：量程 4.5 V ，內(nèi)阻約為 4×104 流表 A1 ：量程 250 mA ，內(nèi)阻約為 2 電流表 A2：量程 500 mA ，內(nèi)阻約為 1 甲乙滑動變阻器 R：最大阻值約為30 ）開關(guān) S，導線若干如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是，有圖示甲、乙兩個電路應該選用的是?！緶y定金屬的電阻率】1被測電阻絲的電阻較小

14、，所以選用電流表外接法。2本實驗不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。本實驗通過的電流不宜太大，通電時間不能太長，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化。例 7在“測金屬絲的電阻率”的實驗中，需要用刻度尺測出金屬絲的長度l ，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻Rx。 請寫出測金屬絲電阻率的表達式：=（用上述測量量的字母表示）。 若實驗中測量金屬絲的長度和直徑時，刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)如圖所示，則金屬絲長度的測量值為l =cm，金屬絲直徑的測量值為d =mm。 用電流表和電壓表測金屬絲的電阻時，由于電壓表、電

15、流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。按如圖示電路進行測量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差。利用該電路進行實驗的主要操作過程是：第一步：先將R2 的滑動頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān)S2 向 1 閉合，閉合電鍵 S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1 和 R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（在不超過量程的情況下），讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、 I1。第二步：保持兩滑動變阻器滑動頭位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S2 向 2 閉合，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、 I2 。請寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計算被測電阻Rx 的表達式， Rx = _ ?！揪毩暿褂枚嘤秒姳怼?歐姆表構(gòu)造2測

16、量原理I = _所以： Rx = _注意： 指針偏轉(zhuǎn)的角度與通過表頭的電流大小成正比，但被測電阻的大小與流過表頭的電流大小所成的關(guān)系如上，既不成正比，也不成反比3使用多用電表時首先應該根據(jù)被測物理量將選擇開關(guān)旋到相應的位置。使用前應先進行機械調(diào)零，用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時，還應進行歐姆調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。4歐姆擋的使用 選擋：一般比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級，如估計值為200 就應該選 ×10 的倍率 調(diào)零：將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量 讀數(shù)：將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值 測量結(jié)束：將選擇開關(guān)扳到OF

17、F 或交流電壓最高擋 注意：用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應增大倍率； 如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應減小倍率。例 8多用電表表頭的示意圖如圖。在正確操作的情況下： 若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測量的物理量是_，測量結(jié)果為_。 若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測量的物理量是_，測量結(jié)果為_。 若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是_，測量結(jié)果為_。 若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應該依次為：_ ， _ ， 考慮電壓表內(nèi)阻的影響，用 U 1、 U2、 R0、 V 1 的內(nèi)阻 r1 、V 2 的內(nèi)阻 r 2 表示 Rx 的公式為

18、 Rx = _。全 部測 量結(jié)束 后，應 將選擇 開關(guān) 撥到 _ 或者_。無論用多用電表進行何種測量（限于直流），電流都應該從色 _表筆經(jīng) _插孔流入電表?！镜湫土曨}分析】例 9一直流電壓表V，量程為 1V ，內(nèi)阻為 1000。現(xiàn)將一阻值在 5000 7000 之間的固定電阻 R1與此電壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程。為求得擴大后量程的準確值，再給定一直流電源（電動勢E 為 67V，內(nèi)阻可忽略不計），一阻值R2=2000 的固定電阻，兩個單刀開關(guān) S1、 S2 及若干導線。為達到上述目的，將對應的圖連成一個完整的實驗電路圖。連線完成以后，當S1 與 S2 均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90 V ；

19、當 S1 閉合，S2 斷開時，電壓表的示數(shù)為0.70 V ，由此可以計算出改裝后電壓表的量程為V ，電源電動勢為V.例 10圖為一電學實驗的實物連線圖該實驗可用來測量待測電阻 Rx 的阻值（約 500）圖中兩只電壓表量程相同， 內(nèi)阻都很大 實驗步驟如下： 調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值 R0 與待測電阻的阻值接近；將滑動變阻器的滑動頭調(diào)到最右端 合上開關(guān) S 將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動，使兩個電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn) 記下兩個電壓表V1 和 V2的讀數(shù) U1和 U2 多次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記下 V1和V 2 的多組讀數(shù) U1 和 U2 ；求 Rx 的平均值回答下面問題 : 根據(jù)實物連線圖在

20、虛線框內(nèi)畫出實驗的電路原理圖，其中電阻箱的符號為， 滑動變阻器的符號為，其余器材用通用的符號表示。 不計電壓表內(nèi)阻的影響， 用 U1、U2和 R0表示 Rx 的公式為 Rx=_ ×1k ×100 ×10 ×1VOFF2.5100101050 +1250mA2.51050250500V例 11圖為一正在測量中的多用電表表盤。 如果是用 ×10檔測量電阻，則讀數(shù)為 。 如果是用直流10 mA 檔測量電流，則讀數(shù)為mA 。 如果是用直流5 V 檔測量電壓，則讀數(shù)為V 。例 12有一電流表 A ，量程為 1mA ，內(nèi)阻 r g 約為 100。要求測量其

21、內(nèi)阻。可選用的器材有：電阻箱R0，最大AR阻值為 99999.9 ；滑動變阻器甲，最大阻值為10k；滑動變阻器乙，最大阻值為2k；電源 E1，電動勢約S2為 2V ，內(nèi)阻不計；電源E2，電動勢約為6V ，內(nèi)阻不R1計；開關(guān) 2 個，導線若干。采用的測量電路圖如圖所S1示，實驗步驟如下：斷開 S1 和 S2，將 R 調(diào)到最大；E 合上 S1，調(diào)節(jié) R 使 A 滿偏；合上 S2，調(diào)節(jié) R1使 A 半偏，此時可認為的A 的內(nèi)阻 rg = R1。試問： 在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1 應該選；為了使測量盡是精確，可變電阻 R 應該選擇；電源 E 應該選擇。 認為內(nèi)阻 r g = R1，此結(jié)果與的

22、 rg 真實值相比。（填“偏大”、 “偏小”、 “相等”）例 13檢測一個標稱值為5 的滑動變阻器。可供使用的器材如下：A 待測滑動變阻器 Rx，全電阻約 5（電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)）B 電流表 A 1，量程0.6A ，內(nèi)阻約 0.6 C電流表 A 2 ，量程 3A ，內(nèi)阻約 0.12 D 電壓表 V1，量程15V，內(nèi)阻約 15KE電壓表 V 2，量程 3V ，內(nèi)阻約 3KF滑動變阻器 R，全電阻約 20G直流電源 E，電動勢3V ，內(nèi)阻不計H 游標卡尺I 毫米刻度尺J電鍵 S 導線若干 用伏安法測定Rx 的全電阻值，所選電流表_ ；所 選電壓表為_。畫出測量電路的原理圖，并根據(jù) 所畫原

23、理圖將下圖中實物連接成測量電路。電路原理圖和對應的實物連接如圖 為了進一步測量待測量滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變阻器的前提下，請設(shè)計一個實驗方案，寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達式?！揪C合練習】1如圖所示是測定電流表內(nèi)阻的電路圖。電流表的內(nèi)阻約100 左右， 滿偏電流為500 A ，用電池做電源。 現(xiàn)備有以下可變電阻：A 電阻箱，阻值范圍為0100 B 電阻箱，阻值范圍為0999.9 C滑動變阻器，阻值范圍為0200 D 滑動變阻器，阻值范圍為020 K 在上述可變電阻中，電路圖中的R 應選用， R應選用。 某同學進行的實驗步驟如下： 先將

24、 R 的阻值調(diào)到最大，合上S1，調(diào)節(jié) R 的阻值，使電流表的指針轉(zhuǎn)到滿刻度。 合上 S2，調(diào)節(jié) R和 R 的阻值，使電流表的指針轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。 記下 R的阻值指出上述實驗步驟中有什么錯誤。答：2將滿偏電流 I g=300 A、內(nèi)阻未知的電流表 G 改裝成電壓表并進行核對。 利用如圖所示的電路測量電流表G 的內(nèi)阻（圖中電源的電動勢E=4V ）：先閉合 S1，調(diào)節(jié) R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合 S2，保持 R 不變，調(diào)節(jié) R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 2/3，讀出此時R的阻值為200 ，則電流表內(nèi)阻的測量值Rg =。 將該表改裝成量程為 3V 的電壓表，需（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為R0= 的電阻。 把改裝好的電壓表與標準電壓表進行核對，畫出實驗電路圖和實物連接圖。3現(xiàn)要測量某一電壓表 V 的內(nèi)阻。給定的器材有：待測電壓表V （量程 2 V ，內(nèi)阻約為 4k）；電流表 mA（量程 1.2 mA ，內(nèi)阻約 500 ）；直流電源 E（電