實(shí)驗(yàn)把電流表改裝為電壓表

1、十一. 實(shí)驗(yàn)：把電流表改裝為電壓表【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1電壓表是由靈敏電流表串聯(lián)一定的分壓電阻所組成。為了計(jì)算分壓電阻需要測(cè)定電流表的兩個(gè)基本參數(shù)，即_和_。2用串聯(lián)分壓的原理來(lái)改裝電壓表，擴(kuò)大量程。串聯(lián)的電阻大小根據(jù)所分擔(dān)的電壓來(lái)計(jì)算即R串=（U-IgRg）/Ig。3“半偏法”測(cè)電流表內(nèi)阻圖14111因?yàn)殡娏鞅鞧的滿偏電流都很?。ǔＲ?jiàn)的如50A、100A、300A，實(shí)驗(yàn)室用的大型電流表為2mA），所以，一般測(cè)電阻的方法對(duì)它不適用。半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的電路如圖14111所示，R是電位器，R是電阻箱.實(shí)驗(yàn)時(shí)先合上電鍵S1,調(diào)節(jié)R使電流表指針滿偏，保持R不變，再合上電鍵S2,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表指

2、針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,在RR的條件下，可認(rèn)為Rg=R。4改裝電壓表圖14112根據(jù)Ig、Rg和要求改裝后電壓表得量程U,計(jì)算串聯(lián)電阻：R串=（U-IgRg）/Ig，選擇電阻箱上的阻值為R串，把電流表和該電阻箱串聯(lián)，就做成了量程為U的電壓表。此時(shí)電流表的刻度就是電壓表的刻度了，滿偏電流Ig代表電壓U，刻度是均勻的?？紤]到學(xué)生用電阻箱最大阻值只有9999，用J0415型微安表宜改裝成為量程2V，用J0409型電流表宜改裝成量程3V。5與標(biāo)準(zhǔn)電壓表校對(duì)將改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì)時(shí)的電路如圖14112所示，應(yīng)注意：（1）改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)表并聯(lián)；（2）滑動(dòng)變阻器連接成分壓式，以便于將改裝后

3、的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表從0到滿刻度逐一進(jìn)行校對(duì)。（3）算出改裝電壓表滿刻度的誤差，其數(shù)值等于改裝表的滿偏讀數(shù)值U跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表上的讀數(shù)值U之差與標(biāo)準(zhǔn)電壓表讀數(shù)之比，即百分誤差為：U-U/U100。當(dāng)改裝表的最大指示值不準(zhǔn)時(shí)，調(diào)它的分壓電阻R1來(lái)校準(zhǔn)。但另外的點(diǎn)仍不準(zhǔn)，這是電流表G或電壓表V的線性不良造成的。6注意事項(xiàng) （1）實(shí)驗(yàn)中當(dāng)R1OOR時(shí)，即可用R代替Rg。這時(shí)相對(duì)誤差不大于1。 （2）測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，在S1閉合前，應(yīng)將R調(diào)到最大，以免燒壞電流表。 （3）測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，在S2閉合后，不能再調(diào)節(jié)R，否則將改變電路的總電流，影響實(shí)驗(yàn)的精確度?！痉独觥坷? 一個(gè)分壓電阻為R1串聯(lián)到電壓表上，

4、使電壓表的量程擴(kuò)大為原來(lái)的n倍，另一個(gè)分壓電阻R2串聯(lián)到同一電壓表上，量程擴(kuò)大到原來(lái)的m倍，如果把這兩個(gè)電阻并聯(lián)之后再串聯(lián)到電壓表上，此時(shí)電壓表的量程擴(kuò)大了幾倍？1 / 5解析 設(shè)原電壓表的內(nèi)阻為RV，原來(lái)的量程為U，滿偏電流為I，則有：U=IRV串聯(lián)上分壓電阻R1時(shí)，有：I（R1+RV）=nU串聯(lián)上分壓電阻R2時(shí)，有：I（R2+RV）=mUR1、R2并聯(lián)后再串聯(lián)到電壓表上時(shí)，有： 把I=代入得：R1=（n-1）RV，R2=（m-1）RV，由以上方程可解得：拓展 本題主要考查電壓表的改裝，涉及的知識(shí)點(diǎn)是串聯(lián)電阻的分壓原理。解題過(guò)程中要弄清楚電壓表量程的擴(kuò)大與串聯(lián)電阻之間的內(nèi)在聯(lián)系。例2 (20

5、01年江蘇、浙江高考題) 實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如實(shí)物圖14113所示，有：電池E，電動(dòng)勢(shì)約10V，內(nèi)阻約1；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻r1約為0.2；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻r2約為5；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻r3約為5；電阻箱R1，最大阻值999.9，阻值最小改變量為0.1；滑線變阻器R2，最大阻值100；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干。要求用圖14114所示的電路測(cè)定圖中電流表A的內(nèi)阻。圖14113 圖14114（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。（3）你要讀出的物理量是_。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻

6、的計(jì)算公式是_。圖14115 解析 本題可以用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻,將待測(cè)的電流表與電阻箱并聯(lián),另一個(gè)電流表接在總電路里,保持總電流不變,使電阻箱里分掉一半電流,則待測(cè)電流表的內(nèi)阻與電阻箱的阻值相等.由于電流表A1量程太大,其余表中顯示的電流在A1表中無(wú)法顯示,只能測(cè)A2、A3表的內(nèi)阻。 本題的正確答案是：（1）A2和A3；（2）電路連接如圖14115所示（3）調(diào)節(jié)R1，當(dāng)A3中的電流是A2中的一半時(shí)，A3的內(nèi)阻r3=R1； 或者直接讀出兩電流表的電流I2、I3以及R1，則r3=（I2-I3）R1/I3。拓展 本題是一道綜合性試題，涉及的知識(shí)有電表的選擇、實(shí)物圖的連接、測(cè)量電表內(nèi)阻的方法等。本

7、題測(cè)量電表內(nèi)阻的方法是“半偏法”測(cè)電阻的變通應(yīng)用，利用A3和R1兩端電壓相等的規(guī)律，由通過(guò)兩者的電流大小得到A3的電阻大小?！灸芰τ?xùn)練】1用半偏法測(cè)電阻時(shí)，可變電阻R既可以用電位器，也可以用電阻箱，而可變電阻R/只能用電阻箱，其原因是_.2. 用半偏法測(cè)電阻時(shí)，在調(diào)節(jié)電流表指針半偏時(shí)，要保持R的阻值不變，其原因是_.3. 現(xiàn)有一個(gè)靈敏電流計(jì),它的滿偏電流為Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=200,若要將它改裝成量程為5A的電流表,應(yīng)_一個(gè)_的電阻,改裝后的電流表測(cè)量電流時(shí),指針指在表盤(pán)上原來(lái)0.2mA處,則被測(cè)電流的大小是_.4. 某同學(xué)將一個(gè)小量程電流表改裝成3V的電壓表,將改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并

8、聯(lián)后接入電路,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)為3V時(shí),改裝表的示數(shù)為2.85V,則該同學(xué)改裝的電壓表的滿刻度百分誤差是_.5用半偏法測(cè)得的電流表的內(nèi)阻與真實(shí)值相比是 （ ）A偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 有時(shí)偏大，有時(shí)偏小6兩個(gè)電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝成的，它們的量程分別是5V、15V，為了測(cè)量15V20V的電壓，把甲、乙串聯(lián)起來(lái)使用，則下列說(shuō)法正確的是 （ ）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)的角度正比于表的內(nèi)阻7一伏特計(jì)由電流表G與電阻R串聯(lián)而成,若在使用中發(fā)現(xiàn)此伏特表的讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些,采用下列哪些措施可能加以改進(jìn)? ( )A. 在R上串聯(lián)一個(gè)

9、比R小得多的電阻B. 在R上串聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻圖14116C. 在R上并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻D. 在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻8如圖14116所示，為一個(gè)實(shí)用電壓表、電流表兩用電表的電路圖，其中表頭的內(nèi)阻是100，滿偏電流是1mA，當(dāng)雙刀開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，該電表是_；當(dāng)開(kāi)關(guān)合上時(shí),該電表是_；如果要使電壓表的量程為10V,電流表的量程為1A,則電阻R1=_,R2=_.9將量程為100A，內(nèi)阻為500的電流表改裝成量程為10mA的電流表，并用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流表與改裝后的電流表串聯(lián)，對(duì)它進(jìn)行校準(zhǔn)。改裝和校準(zhǔn)所用的器材如圖14117所示。（1）將電流表與電阻箱應(yīng)并聯(lián)組成改裝表，電阻箱應(yīng)取多大的阻值？（2）在實(shí)物圖上連線，使之成為改裝表校準(zhǔn)電路。（要求通過(guò)電流表的電流從0連續(xù)調(diào)到10mA，為防止電流過(guò)大損壞電表，串聯(lián)上一個(gè)固定阻值的保護(hù)電阻）圖1411710某電壓表的內(nèi)阻在20k50k之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材:A.待測(cè)電壓表(量程3V); B.電流表(量程200A);C.電流表(量程6mA); D.電流表(量程0.6A);E.滑動(dòng)變阻器(01k