電表的改裝---設(shè)計性實驗主講教師張國芳南陽師范學院物理

1、電表的改裝-設(shè)計性實驗 11、引導學生根據(jù)任務(wù)自己設(shè)計實驗，體驗自主探索與科學研究的過程，激發(fā)學生求知興趣，培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)。2、拓展學生思路，提高學生解決實際問題的能力。3、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。教學目標21、探索改裝電表或擴大電表量程的原理和方法。2、實際觀測并深刻領(lǐng)會電阻串聯(lián)分壓原理和并聯(lián)分 流原理。3、自主設(shè)計實驗，認識并分析現(xiàn)代信息測量技術(shù)的構(gòu)成模塊。實驗任務(wù)及目的3設(shè)計任務(wù)1：將一只5V的直流電壓表改裝成20V的直流電壓表。設(shè)計任務(wù)2： 將一只100mA的電流表改裝成15V的電壓表。設(shè)計任務(wù)3： 自選儀器及參數(shù)，自主設(shè)計改裝電表的實驗。實驗任務(wù) 4電表與現(xiàn)代信息測量技

2、術(shù)的聯(lián)系是什么？電表改裝的基本原理是什么？關(guān)鍵要解決什么問題? 如何選擇改裝所需的元器件，改裝后的電表精度如何保障？思考問題5 表頭指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時的電流，稱為滿度電流，記為 ,(此電流越小，表頭靈敏度越高)。表頭內(nèi)線圈的電阻為Rg，稱為表頭內(nèi)阻。在表頭上并聯(lián)一個分流電阻（見下圖），讓一部分電流從分流電阻上流過，而表頭仍保持原來允許通過的最大電流，就可以把表頭改裝成能夠測量較大電流的電流表。設(shè)計思路提示之一-半偏法6設(shè)計思路提示之一-半偏法 設(shè)表頭改裝后允許通過的最大電流為 ，因 與 并聯(lián)，其上電壓相等，根據(jù)歐姆定律有：于是得：令 則有：n為擴大量程的倍數(shù)。由此可知，只要在表頭上并聯(lián)一個電阻

3、為 的分流電阻，即可將表頭的電流量程擴大n倍。 7可選儀器：大型示教電表（JO401型），標準電阻箱（ BZ-21型），其它儀器：直流穩(wěn)壓電源（0-30V可連續(xù)調(diào)節(jié)）、滑線變阻器R2、多量程電流表（30-50-100mA）與電壓表（5-15-35v）各1個，雙刀開關(guān)1個，導線若干。 選擇5V的直流電壓表通路板連接到示教電表，構(gòu)成V1，作為要改裝的電表，選擇多量程的0.5級的電壓表連接在35V的檔位與V1并聯(lián)，作為校正電表V2 ，選擇滑線變阻器某值R2 （如160）作為保護負載，實驗過程中可微調(diào)R2。設(shè)計思路提示之二-實驗法8實驗步驟設(shè)計為：1）如圖連接電路：E為連續(xù)可調(diào)的直流電壓源（0-30V

4、），最初放在零輸出，R1為電阻箱（0-99999.9），連接其最大值，6個旋轉(zhuǎn)檔全部放在9（其實對于20V的電壓放在8或2之間都可以），使V1兩端幾乎處于斷路狀態(tài)。 2）逐步增加電源的輸出電壓，使a、b兩點間的電壓達到20V，V2指針指向20V；設(shè)計思路提示之二-實驗法93） 我們要做的是讓V1的指針達到滿偏，而由于阻值很大的R1與V1串聯(lián)，使要改裝的電表幾乎處于斷路狀態(tài)，如何才能使其滿偏呢？顯然只要不斷減小R1的阻值就可以，當不斷的調(diào)節(jié)電阻箱R1的值使V1滿偏時，直接讀R1的阻值，就找到了要串聯(lián)的電阻值。4） 不斷的減小電源電壓的輸出，可以用表V2對表V1進行校正。設(shè)計思路提示之二-實驗法101、電表擴程后是否改變了表頭的電流量程和電壓量程？ 2、在20時校準的電表，在30