實驗15 把電流表改裝成電壓表

1、實驗十五 把電流表改裝成電壓表（一）實驗?zāi)康募由顚﹄妷罕順?gòu)造的理解，學(xué)會把電流表改裝成電壓表的方法。（二）實驗原理圖1電流表的電阻Rg叫電流表的內(nèi)阻，指針指在最大刻度時的電流Ig叫滿偏電流，電流表通過滿偏電流時加在電流表兩端的電壓Ug叫滿偏電壓。由歐姆定律可知Ug=IgRg，如圖1所示。圖2電流表的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug一般都很小，測量較大電壓時要串聯(lián)一個電阻，把電流表改裝成電壓表，如圖2所示。當(dāng)流過電流表的電流為I時A、B兩端的電壓為UAB=I(Rg+R)，即UABI；特別地，當(dāng)流過電流表的電流達到滿偏電流Ig時，電壓表兩端電壓也達到允許最大值，即量程值，故有U量=Ig（Rg+R）。至于

2、電表刻度盤，只需把原來的電流表刻度盤的每一刻度數(shù)值擴大為原來的(Rg+R)/ Rg倍，即得到改裝后電壓表的表盤。（三）實驗器材電流表、電阻箱、電源、電鍵2個、滑動變阻器2個（阻值一個很大，另一個很?。藴孰妷罕?。（四）實驗步驟圖3（1）按圖3所示連接電路。（2）先將變阻器R的觸頭位置移至最右端，使其連入電路的電阻最大，然后閉合電鍵S1，移動觸頭位置，使電流表指針指在滿偏刻度處；再閉合S2，改變電阻箱R的阻值，使電流表指針指在Ig/2刻度處，記下此時電阻箱的阻值R，則Rg =R。（1）計算分壓電阻R1的值：將量程U量、滿偏電流Ig、電流表內(nèi)阻Rg代入Ug=Ig（Rg+R1）,即可計算出分壓電阻

3、R1的值。（2）將分壓電阻R1與電流表串聯(lián)，引出兩個接線柱，同時將電流表刻度盤改為電壓表刻度盤。圖4（1）按圖4所示電路連接。（2）先將觸頭一到最左端，然后閉合電鍵，移動觸頭位置，使改裝后的電壓表示數(shù)從零逐漸增大到量程值。每移動一次記下改裝的電壓表和標準電壓表示數(shù)，并計算滿刻度時的百分誤差：百分誤差=(U量U準)/ U準×100%將數(shù)據(jù)填入表格中。（此表格是以改裝量程為3V的電壓表為例設(shè)計的）（五）注意事項1.半偏法測電流表電阻時，應(yīng)選擇阻值R遠大于電流表內(nèi)阻的變阻器。2.閉合電建前應(yīng)檢查變阻器觸頭是否正確。壓表時，應(yīng)采用分壓式電路，且變阻器阻值應(yīng)較小。（六）誤差分析利用半偏法測電阻

4、Rg時，由于閉合電建S2后，電路的總電阻減小，使干路電流大于電流表的滿偏電流Ig，故當(dāng)電流表半偏時，流過電阻箱的電流大于Ig/2，此時，電阻箱阻值小于Rg，故Rg測Rg。圖5例題例1、圖5是“半偏法”測電流表內(nèi)阻Rg的電路圖，圖中R是_，R是_，正確連接后，實驗步驟如下：A合上開關(guān)S1，調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)滿刻度；B斷開S1，記下R的阻值；C合上開關(guān)S2，調(diào)整R和R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半；D斷開S1、S2，將R阻值調(diào)到最大。上述_項步驟有錯誤，應(yīng)_才正確改正后正確操作步驟的順序編碼為_只有當(dāng)R比R_時才可認為Rg= R，因為并入R后電路的總電流會變_，故Rg的真

5、實值比R要稍_分析：圖中的R應(yīng)為電位器，R是電阻箱，因為R是為調(diào)整滿偏，而R是為了調(diào)整電流表半偏時讀出電阻值步驟C中有錯誤，R調(diào)整至滿偏后不能再動，閉合S2后，通過調(diào)整R來使達到半偏，這樣Rg= R正確順序應(yīng)為DACB；只有當(dāng)R比R小的多時，閉合S2后R的接入對電路的影響才可忽略，從而近似認為Rg= R因為并入R后電路總電阻變小故電流會變大，因此Rg的真實值比R要稍大答案：電位器 電阻箱 C 只調(diào)整R的阻值 DACB 小得多 大 大圖6例2 用半偏法測電流表內(nèi)阻Rg，如圖6所示，將下列說法中正確的選出來( )A開關(guān)S1接通前，R必須調(diào)節(jié)到高阻值處；B開關(guān)S2接通后，R的阻值無需調(diào)節(jié)；C當(dāng)電流表

6、示數(shù)從滿偏電流Ig調(diào)到半偏電流Ig/2時，R中電流稍大于Ig/2；DR阻值的大小，對實驗誤差沒有影響。分析：半偏法的步驟是：閉合S1，調(diào)節(jié)R，使達到滿偏；閉合S2，調(diào)R，使的示數(shù)變?yōu)镮g/2，此時R的示數(shù)等于Rg半偏法的前提是RRg，因而在實驗前需將R調(diào)到高阻值處，A、B正確由于S2閉合前電流為Ig，閉合S2后，電路中總電阻要變小，因而總電流要比Ig略大，因而C正確答案：A、B、C評注：在S1閉合前R調(diào)到高阻值處，目的有兩個：是實驗條件所需；是閉合S后，避免的示數(shù)超過滿偏，燒壞電流表由于RRRg，閉合S2后，的示數(shù)為Ig/2，R的電流比Ig/2略大，故可認為Rg R例3、電壓表由電流表與電阻R

7、串聯(lián)而成如圖7所示，若在使用中發(fā)現(xiàn)此電壓表的湊數(shù)總比準確值稍小一些，采用下列哪種措施可能加以改進( )圖7A在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻；B在R上串聯(lián)比R大得多的電阻；C在R上并聯(lián)一比R小得多的電阻；D在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻。分析：本題主要考察并聯(lián)電路分流作用在電表改裝上的作用根據(jù)題意，在R上并聯(lián)一個比R大得多的電阻使電流表中的電流稍有增加，這樣表示數(shù)稍有增大答案：D分析：電流表和電壓表指針能夠偏轉(zhuǎn)的原因是表中有電流通過，并且所通電流與指針偏轉(zhuǎn)角度成正比該題中電壓表讀數(shù)總是略小一些，說明通過的電流略小，應(yīng)略微減小電壓表內(nèi)阻，因此選D例4、兩個電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝成的，它們

8、的量程分別為5V，15V，為了測量15V20V的電壓，把甲、乙串聯(lián)使用，則兩表的( )A讀數(shù)相同B指針偏轉(zhuǎn)角度相同C讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻D指針偏轉(zhuǎn)角度正比于表的內(nèi)阻分析：電流表改裝成電壓表以后，表頭的內(nèi)阻Rg并沒有變化，其量程也沒有發(fā)生變化，兩電壓表中因電流相同，故兩表指針偏轉(zhuǎn)角度相同；而讀數(shù)是整個電表內(nèi)阻分壓所決定，表盤是改裝后的刻度值，故讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻(表頭內(nèi)阻Rg與分壓電阻之和)答案：BC例5、圖8是改裝成的電壓表和標準表校對的電路圖，圖9是實物圖圖9圖8 (1)按照電路圖在實物圖上連線(2)在校準中，讀得標準表的滿刻度讀數(shù)為6V，而改裝表的讀數(shù)卻為5.9V，那么改裝的電壓表相對于滿刻

9、度的百分誤差為多少？分析：(1)略(2)改裝表相對于滿刻度的百分誤差為：例6、一量程為100A的電流表，內(nèi)阻為100，現(xiàn)串聯(lián)一個9900的電阻將它改裝為電壓表，該電壓表的量程是_V用它來測量電壓，表盤指針位置如圖10所示，此時電壓的大小為_V分析：電流表與一較大阻值的電阻串聯(lián)即可改裝成為一電壓表圖10解：根據(jù)，有此時指針所表示的電壓為0.8V圖11同步練習(xí)1如圖11所示是電阻箱的面板示意圖，下列說法正確的是( )A該電阻箱的最大電阻為99999.9；B除“0”以外，該電阻箱的最小阻值為0.1；C若面板上各旋鈕的位置如圖所示，這個電阻箱此時A、B間的阻值是20463.9；D若面板上各旋鈕的位置如

10、圖所示，這個電阻箱此時A、B間的阻值是204639。2用“半偏法”測電流表的內(nèi)阻實驗中，如實驗時要進行的步驟有：A合上S1；B合上S2；C將R的阻值調(diào)到最大；D調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏到滿刻度；E記下R的阻值；F調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏到滿刻度一半。把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序填在橫線上：_如果在步驟E中所得R的阻值為600，則電流表的內(nèi)阻Rg的測量值為_3用“半偏法”測電流表的內(nèi)阻時，備用的器材有：A電流表(量程0100A)B標準電壓表(量程05V)C電阻箱(阻值范圍09999)D電阻箱(阻值范圍099999)E電源(電動勢2V，有內(nèi)阻)F電源(電動勢6V，有內(nèi)阻)G滑動變阻器(阻值范圍

11、050，額定電流1.5A)H若干開關(guān)和導(dǎo)線如果想得到較高的精確度，在以上備用的器材中，變阻器R應(yīng)選用_；電阻箱R應(yīng)選用_；電源應(yīng)選用_59C2型的小量程電流表（表頭），滿偏電流為50A，內(nèi)阻約為800850，把它改裝成1A、10A的兩量程電流表?？晒┻x擇的器材有：滑動變阻器R1，最大阻值20；電位器R2，最大阻值100k電阻箱R，最大阻值9999定值電阻R0，阻值1 k；圖12電池E1，電動勢；電池E2，電動勢3.0V；電池E3，電動勢4.5V；（所有電池內(nèi)阻均不計）標準電流表A，滿偏電流；單刀單擲開關(guān)S1和S2，單刀雙擲開關(guān)S3，電阻絲及導(dǎo)線若干。（1）采用如圖12所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為 _；選用的電池為_ 。（2）將改裝成兩量程電流表。現(xiàn)有兩種備選電路，如圖13和圖14。圖 為合理電路，另一電路不合理的理由是 。圖13