把電流表改裝成電壓表試驗(yàn)誤差分析

把電流表改裝成電壓表試驗(yàn)誤差分析問(wèn)題：把電流表改裝成電壓表后，用改裝的電壓表測(cè)量導(dǎo)體兩端的電壓，測(cè)量值是準(zhǔn)確的嗎？如不準(zhǔn)確，測(cè)量值是偏大還是偏?。恳肱迳厦娴膯?wèn)題，必須把電流表改裝成電壓表的過(guò)程搞清。1、用“半偏法”測(cè)量電流表內(nèi)阻r炎4流表G指針炎4流表G指針⑴用“半偏法”測(cè)量電流表內(nèi)阻r的原理：如圖1所示，使電g偏轉(zhuǎn)到滿刻度，根據(jù)全電路歐姆定律可得：E二I(R+r+r)……?(r為電源內(nèi)阻)。再合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié) 1| 嚇 電阻箱R/，g 2 I圖1&使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半，這時(shí)有：E=I(R+-^二+r)……②，同時(shí)有：11r=(I--1)R/……③，解以上三個(gè)方程可得：r+R/+r 2gg2gr= R，分析上式可知：當(dāng)R+r>>R/時(shí)，r=R/，即電流表的內(nèi)阻等于此時(shí)電阻箱的gR+r-R/ g電阻值。⑵用“半偏法”測(cè)量電流表內(nèi)阻r的步驟：g按圖1所示的電路圖連接器材，R是滑動(dòng)變阻器，R/是電阻箱，滑動(dòng)變阻器應(yīng)先調(diào)節(jié)阻值最大;閉合S，斷開(kāi)S，調(diào)節(jié)R，使電流表G滿偏；12閉合S，調(diào)節(jié)電阻箱R/，使電流表G半偏；2從電阻箱上讀出數(shù)據(jù)R/，則r=R/。g2、把電流表改裝成電壓表電流表的滿偏電流為I，內(nèi)阻為r，根據(jù)部分電路歐姆定律，滿偏電壓U=Ir，將電流表的表g g ggg盤刻度改為相應(yīng)的標(biāo)度，則電流表就變?yōu)橐粋€(gè)可以直接讀出電壓數(shù)值的電壓表，由于電流表的滿偏電壓很小，所以這樣改成的電壓表的測(cè)量范圍不大。如果要擴(kuò)大它的測(cè)量范圍(即量程)，可以在電流表上串聯(lián)一個(gè)分壓電阻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，設(shè)改裝 好的電壓表量TOC\o"1-5"\h\z程為U，與電流表串聯(lián)的電阻為R，則U二I(r+R)，解之可 得 ：0 gg ［一：面2R=—-r，即給電流表串聯(lián)一個(gè)阻值為R=—-r的電阻， 就可以將電流0Ig 0Iggg表改裝成量程為U的電壓表。3、注意事項(xiàng)⑴測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，在S閉合前，應(yīng)將R調(diào)到最大，以免燒壞電流表。1⑵測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，在S閉合后，不能再調(diào)節(jié)R，以保持電路中總電流不變。2⑶測(cè)電流表的內(nèi)阻時(shí)，必須R上100R/。4、實(shí)驗(yàn)誤差分析⑴在用半偏法測(cè)表頭內(nèi)阻的過(guò)程中，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，由于R/與電流表并聯(lián)，R<r，所2 并g以電路中的總電流比S閉合前要大一些，即此時(shí)總電流2I>I，導(dǎo)致流過(guò)電阻箱的電流I/=(I-11)>11。因?yàn)?1R=I/R/，所以R/<r，即電流表g R 2g2g 2ggR g

內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。⑵根據(jù)電流表改裝為電壓表的原理，與電流表串聯(lián)的分壓電阻阻值R二—-r,由于電流表內(nèi)0Igg阻r的測(cè)量值小于真實(shí)值，使R的計(jì)算值偏大，所以改裝后的電壓表的量程U也偏大一些。g0根據(jù)以上分析，可以判斷出用改裝的電壓表測(cè)量導(dǎo)體兩端的電壓，測(cè)量值是偏小的。鞏固練習(xí)：1、圖3是半偏法測(cè)定電流表內(nèi)阻r的電路圖，圖中的R實(shí)物是 ，R/實(shí)物是 ，正確的g連接實(shí)物后，試驗(yàn)步驟如下：A、 合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度1B、 斷開(kāi)S，記下R/的值好是滿刻度1好是滿刻度C、 合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)整R和R/的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正2的一半D、 斷開(kāi)S、S，將R阻值調(diào)到最大12上述 項(xiàng)步驟有錯(cuò)誤，應(yīng) 才正確，改正后正確操作步驟的順序編碼為 ，只有R/比R 時(shí)，才可以認(rèn)為r=R/，因?yàn)椴⑷隦/后電路的總電流會(huì)變 ，故rg內(nèi)阻）500），還有的真實(shí)值比R內(nèi)阻）500），還有2、在測(cè)定電流表內(nèi)阻的試驗(yàn)中，備用的器材有（）A、電流表（量程0?100rA）B、電阻箱（阻值范圍0?99990）C、電阻箱（阻值范圍0?999990）D、電源（電動(dòng)勢(shì)2V，有E、電源（電動(dòng)勢(shì)6V，有內(nèi)阻）F、滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0?若干電鍵和導(dǎo)線⑴如果采用圖4所示的電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻，并且要想得到較高的精確度，那么從以上備用的器材中，可變電阻R應(yīng)選用 ，可變電阻R應(yīng)選用 ，電源E應(yīng)選用。（用字12母代號(hào)填寫）⑵如果試驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有：A、合上S；1B、 合上S；2C、 觀察R的阻值是否最大，如果不是，將R的阻值調(diào)至最大；11的測(cè)量值為D、 調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度；的測(cè)量值為1E、 調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半；2F、 記下R的阻值。2把以上步驟的字母代號(hào)，按試驗(yàn)的合理順序填寫在下面橫線空百^^： 、、、、、。⑶如果上述步驟（F）中，所得R的阻值6000，則電流表內(nèi)阻r2g0。⑷如果要將電流表改裝成量程0?5V電壓表，則改裝的方法是跟電流表—聯(lián)一個(gè)阻值為 的電阻。⑸設(shè)計(jì)出把改裝的