电流表改装六种方法的分析比较
电流表改装六种方法的分析比较
电表的使用是高考考查的重点内容之一，因此把电流表改装为电压表这一学生试验是高三复习的重要内容之一．该试验主要由三个重要环节，一是测出电流表G的内阻Rｇ；二是计算出把电流表改装为量程为的Ｕ电压表，需串联的电阻R１；三是对改装后的电压表进行校对．
为了达到从零开始连续校对的目的，电压表校对时通常选用图１所示的方法进行．
本文主要介绍电流表内阻的测量．在实验室仪器充足的情况下，我们可以找到以下六种方法．半偏法
这是课本上介绍的方法．如图２所示首先闭合Ｓ１调R１使电流表G满偏，再闭合Ｓ２，调R２的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半．在R１＞＞R２时，可认为Rｇ＝R２．因电阻R２的并入，电路中总电阻减小，导致电路中总电流增大．因此当流经电流表的电流为时，，即，由并联电路知识可知R２＜Rｇ，测量值偏小．且闭合Ｓ２前后干路中总电流变化越大，误差越大．这样干路中总电流变化越小越好，要满足这一条件，只有R１＞＞R ２，一般要求R１＞100R２.
只要使R１＞＞R２，即可．对一定的电流表，在不超量程的条件下，电压越高误差越小．满偏法
如图２所示，首先闭合Ｓ１调R１使电流表G满偏，则．再闭合Ｓ２，将R１的阻值减半，调R２的阻值使电流表指针仍然满偏，则，
由以上三式得。由于电源内阻很小，一般R１＞＞ｒ，所以ｒ可以忽略,这时Rｇ＝R２.该法由于忽略电源内阻,使测量值偏大.但一般R１＞＞ｒ,因此该法误差较小,比较精确.但该法计算量比较大.
三.电阻替代法
如图3，此法多选用一个比电流表G量程大几倍的电流表A．先闭合Ｓ和Ｓ1，调R１使电流表A的指针指一定电流Ｉ．然后断开Ｓ1接通Ｓ２，调R２使电流表A的指针仍然指电流Ｉ，则Rｇ＝R２.
该法操作方便，不需要任何计算，且精确度较高．但需要两个电表，有条件的学校，让学生选用这一方法较好．
电流差值法
如图４所示，闭合电键Ｓ调R１和R２的值，使电流表G和A的示数分别为Ｉ１和Ｉ２，由并联电路的知识知Ｉ１Rｇ＝(Ｉ２－Ｉ１)R２，整理得。
此法操作简捷，误差小，计算也不复杂，是较好的方法之一．
电流表并联法
如图５所示，把R１调到某一合适值，闭合Ｓ1与Ｓ２，测得电流表G和A的示数分别为Ｉ１、Ｉ２；断开Ｓ２，调R２的值，使G和A的示数分别为Ｉ１／、Ｉ２／．则Ｉ１R ｇ＝Ｉ２RＡ，Ｉ１／Rｇ＝Ｉ２／(R２＋RＡ)，计算得．
此法精确度较高，但计算与连接线路较繁．
伏安法
如图６所示，闭合电键Ｓ，调R１的值，计下电流表的示数Ｉ，电压表示数Ｕ．则．
此法操作方便，且学生对伏安法较为熟悉，精度也较高，是比较好的方法之一．
可见该试验方法较多，做好该试验对高考中试验设计问题是很有帮助的．同时教学中可引导
学生应用所学电路基本规律设计新的实验方法，而不照搬课本．这对培养学生将理论知识应用于实际的能力，开发学生智力大有益处．
将电流表改装成电压表
把电流表改装成电压表 【实验播放】 1、实验目的： (1)知道用“半偏法”测电流表内阻的原理； (2)会根据实验原理选择实验所需器材； (3)把小量程的电流表改装为电压表，并把改装后的电压表与标准电压表进行校对。 2、实验原理： 一个电流表有二个重要参量，即I g 和R g ，其额定电压为U g ＝I g R g ，由于I g 很小(几百微安～几十毫安)，U g 通常为几百欧姆，故U g 比较小．为测量较大的电压值，可在电流表上串联一个大阻值的电阻R ，把R 作为电流表内阻的一部分，这样的电流表就可分担较大的电压，改装后作为电压表使用．如图1所示． 电流表的内阻R g 可用半偏法测出，其测量电路如图2所示，其测量原理是当电阻箱R '未接人电路时，调节R 的大小，使电流表G 满偏，闭合S 2后，R 大小不变，改变电阻箱R '的阻值，使电流表半偏．由于R g 很小，则R 的值很大，在开关S 2闭合前后，线路上的总阻值变化很小，我们就认为不变，因此干路上的电流I g 也不变，当电流表G 的指针半偏时，流过电阻箱R '的电流与通过电流表的电流相等，则R '＝R ． 注意：滑动变阻器的阻值很大，而且在闭合电键S 1应将其阻值调到最大；实验中电阻箱R '不能用变阻器替代，因为变阻器不能直接读数；测量电流表内阻时，在闭合电键S 2后，不能再调节R ，以保持电路中的电流不变；另外，对器材的选择必须保证R >>R '。 3、实验器材 电流表(表头)、电位器(4.7k Ω)、变阻器(0～50Ω)、电阻箱(0～9999.99Ω)、电源、开关(两个)、标准电压表(量程与改装后的电压表量程相同)及导线若干． 4、实验步骤 (1)测量电流表的内电阻R g 先按如图2所示电路图连接电路，断开S 2，接通S l ，把电位器R 由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使电流表的指针达到满偏为止，这时电位器的阻值不得再调整，接通S 2，调整电阻箱R ′的阻值，使电流表的指针恰好偏转到满偏的一半，读出电阻箱R ′的阻值，就是电流表的内电阻R g 。 (2)将电流表改装为电压表 ①改装量程为2V 的电压表，按公式R x = g I U -R g ，计算分压电阻R x 的值． ②按图4把电流表和电阻箱串联起来，选用电阻箱的阻值等于分压电阻R x 的值．
把电流表改装成电压表试验误差分析说课材料
把电流表改装成电压表试验误差分析
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢 2 把电流表改装成电压表试验误差分析 问题：把电流表改装成电压表后，用改装的电压表测量导体两端的电压，测量值是准确的吗？如不准确，测量值是偏大还是偏小？ 要想弄清上面的问题，必须把电流表改装成电压表的过程搞清。 1、用“半偏法”测量电流表内阻g r ⑴用“半偏法”测量电流表内阻g r 的原理：如图1所示，使 电流表G 指针偏转到满刻度，根据全电路欧姆定律可得： ()g E I R r r =++……①（r 为电源内阻）。再合上开关2S ，调 节电阻箱/R ，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半，这时有：//()g g R r E I R r R r =+++……②，同时有：/11()22g g g I r I I R =-……③，解以上三个方程可得：//g R r r R R r R +=+-，分析上式可知：当R r +﹥﹥/R 时，/g r R =，即电流表的内阻等于此时电阻箱的电阻值。 ⑵用“半偏法”测量电流表内阻g r 的步骤： ①按图1所示的电路图连接器材，R 是滑动变阻器，/R 是电阻箱，滑动变阻器应先调节阻值最大； ②闭合1S ，断开2S ，调节R ，使电流表G 满偏； ③闭合2S ，调节电阻箱/R ，使电流表G 半偏； ④从电阻箱上读出数据/R ，则/g r R =。 2、把电流表改装成电压表 电流表的满偏电流为g I ，内阻为g r ，根据部分电路欧姆定律，满偏电压g g g U I r =，将电流表的表盘刻度改为相应的标度，则电流表就变为一个可以直接读出电压数值的电压表，由于电流表的满偏电压很小，所以 这样改成的电压表的测量范围不大。如果要扩大它的测量范 围（即量程），可以在电流表上串联一个分压电阻方法来实 现。如图2所示，设改装好的电压表量程为U ，与电流表串
改装电表实验报告
深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一） 实验名称：改装电表 学院：医学院 指导教师： 报告人：组号： 学号实验地点 实验时间： 提交时间：
例如，E=0.39介于0.2和0.5之间，那么改装表的级别是0.5级。 （4）画校准曲线 为进一步提高改装表的测量精度，一般需要画校准曲线。以改装表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差I ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。如下图所示为改装电流表的校准曲线。校准曲线可以用来修正改装表的测量数据，测量值按校准曲线修正后，可以认为测量结果接近标准表测电流时的精度，比原来的精度有所提高。 2、将量程为Ig =1mA ，内阻为Rg 的电流表改装成量程为U ＝10V 的电压表，与改装电流表类似 （1）改装表头 由于原表头最大只能流过Ig 的电流，所以原表头能承担的最大电压为IgRg ，把它改装成量程为U 的电压表头，需要串联分压电阻Rm ，如下图所示，图中虚线内部分代表改装好的新电压表头。其中分压电阻Rm 的计算方法为 g g m R I U R -= （6-3） （2）校对量程（校对分压电阻） 将改装电压表和测量精度较高的标准电压表并联，并接入如下图所示电路，将分压电阻Rm 调节到计算好的理论值，调节电源或限流电阻Rw 的大小，使校准表显示10.00V ，同时改装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分压电阻的值，直到改装表和标准表都显示10.00V 为止，记下实际分压电阻的值，这个值叫分压电阻的实际值。 （3）标定改装表的等级 逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校准电压表和改装电压表的读数差=?U U 标准-U 改装的最大值max U ?，按式（6-4）计算等级，即 100max ??= 量程 U T （6-4） 根据T 的值给出改装电压表的准确度等级。 （4）画校准曲线 以改装电压表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差U ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。
电流表的改装
第 1 页 共 1 页 恒定电流 五 一、小量程电流表改装成电压表 1、实验目的： (1)知道用“半偏法”测电流表内阻的原理； (2)会根据实验原理选择实验所需器材； (3)把小量程的电流表改装为电压表，并把改装后的电压表与标准电压表进行校对。 2、实验原理： 一个电流表有二个重要参量，即I g 和R g ，其额定电压为U g ＝I g R g ，由于I g 很小(几百微安～几十毫安)，U g 通常为几百欧姆，故U g 比较小．为测量较大的电压值，可在电流表上串联一个大阻值的电阻R ，把R 作为电流表内阻的一部分，这样的电流表就可分担较大的电压，改装后作为电压表使用．如图1所示． 3、实验器材 电流表(表头)、电位器(4.7k Ω)、变阻器(0～50Ω)、电阻箱(0～9999.99Ω)、电源、开关(两个)、标准电压表(量程与改装后的电压表量程相同)及导线若干． 4、实验步骤 (1)测量电流表的内电阻R g 先按如图2所示电路图连接电路，断开S 2，接通S l ，把电位器R 由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使电流表的指针达到满偏为止，这时电位器R 的阻值不得再调整，接通S 2，调整电阻箱R ′的阻值，使电流表的指针恰好偏转到满偏的一半，读出电阻箱R ′的阻值，就是电流表的内电阻R g 。 (2)将电流表改装为电压表 ①改装量程为2V 的电压表，按公式R x = g I U -R g ，计算分压电阻R x 的值． ②按图4把电流表和电阻箱串联起来，选用电阻箱的阻值等于分压电阻R x 的值． ③改装后的电压表表盘的刻度值，按公式U = m I I ·U m 来计算．其中U m 是改装后电压表的量程． (3)改装后的电压表跟标准电压表核对 ①按图3连接电路． ②闭合开关S ，调整滑动变阻器滑片，使改装的电压表的读数分别是0.5V 、1.0V 、1.5V 、2.0V 等，看标准电压表的读数是否与它一致． ③改装的电压表的读数是满刻度U m 时，看标准电压表的读数U 0，计算满刻度时的百分误差。 5、数据处理 (1)从电流表的刻度盘上读出其满偏电流I g ，根据测出的内阻R g 计算电流表的满 偏电压U g ＝I g R g ， (2)根据公式R x = g I U -R g 计算分压电阻R x 的值 (3)根据改装后校对时的U m 和U 0计算满刻度时的百分误差，即δ=m m U U -U 0 ×100%，例如改装的电压表在满刻度3V 时，标准电压表的读数为3.1V ，满刻度时的百分误差就是δ=1 3133.. =3.2%。 6、注意事项 （1）、滑动变阻器的阻值很大，在闭合S 1前，其阻值应调至最大. （2）、电阻箱R ′不能用滑动变阻器替代. （3）、在S 2闭合后,不能再调节R,以保持电路中总电流不变. （4）、测电表内阻时,必须确保R R ′. （5）、校对改装的电表时,要从零开始连续校对,则滑动变阻器必须接成分压式 .
电流表的改装习题
电流表的改装练习题 1.如图所示，电源电压U 恒定不变，当开关S 闭合时，电流表的示数为 1.2A ；当开关S 断开时，电流表的示数是0.4A ，电压表的示数为6V ，则两个灯泡的电阻分别为多大？ 2．用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如 图所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，会观察到 A ．电流表示数不变 B ．电流表示数减小 C ．电压表示数增大 D ．电压表示数减小 3.大量程电流表与小量程电流表相比，大量程档位的内阻比小量程档位的内阻______；把一个灵敏电流表改装成两个不同档位的电压表，则大量程档位电压表的内阻比小量程档位电压表的内阻______。 4.表头的满偏电流为I g ，满偏电压为U g ，内阻为R g ，改装成电流表后，电流量程为I ，电压量程为U ，内阻为R ，则( ) A.R=I U g B.U=I g R g C.U g ＜U D.I ＞R U g 5．一量程为100μA 的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是________V ．用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示．此时电压表的读数大小为________V . 6.现有一个灵敏电流计,它的满偏电流为I g =1mA,内阻R g =200Ω,若要将它改装成量程为5A 的电流表,应______一个_________Ω的电阻,改装后的电流表测量电流时,指针指在表盘上原来0.2mA 处,则被测电流的大小是______________. 7.用同一个小量程电流表G 分别改装成电流表A 、电压表V ，则G 、A 、V 的内电阻R G 、R A 、R V 之间的关系为 （ ） A ．R G 电流表、电压表的改装 一、基础知识 1、电压表电流表的改装 （1）电流表G （表头）原理和主要参数 电流表G （表头）指针的偏转角θ与电流强度I 成正比，故表的刻度是均匀的.电流表的主要参数：表头内阻R g ，满偏电流I g ，满偏电压U g 。U g ＝I g R g . （2）改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g U U ，则根据分压原理，需串联的电阻值R ＝g U U R R g ＝(n －1)R g ，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大. （3）改装成量程电流表 方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即 n ＝g I I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值R ＝R I I g R g ＝1g n R ，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小. 二、练习 1、关于电压表和电流表，下列说法中正确的是( ) A .理想的电压表和电流表的内阻不计，是因为它们都为零 B .理想的电压表和电流表的内阻不计，是因为它们都极大 C .理想的电压表内阻极大，电流表内阻为零 D .在电路中，理想的电压表可视为短路，理想的电流表可视为开路 答案：C 2、一电流表的满偏电流I g =1mA ，内阻为200Ω。要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表，则应在电流表上（ ） A ．并联一个200Ω的电阻 B ．并联一个0.4Ω的电阻 C ．串联一个0.4Ω的电阻 D ．串联一个200Ω的电阻 分析：要使电流表量程变为0.5A ，则流过并联电阻的电流I=0.5-0.001A=0.499A ； 并联部分的电压U=I g R=0.001×200Ω=0.2V ， 则需要并联的电阻r=U/I=0.2/0.499=0.4Ω 故选B ． 3、一电流表的满偏电流为I g =50μA ，内阻R g =2k Ω，给它并联一个0.02Ω的电阻后，其量程将达到 A 。 答案：10A 4、一个电流表的满偏电流I g =1mA ，内阻R g =500，要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上（ ） 电表改装实验报告 实验报告 【实验目的】 1、掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。 2、 学会校正电流表和电压表的方法。 3、 了解欧姆表的改装和定标。 【实验原理】 1、微安表表头I g 和R g 的测定 1）lg :的测定 首先置滑线变阻器滑动触点C 于输出电 压最小处（A 端），将开关K2合于“ 1” 若改用mA 级表头，贝““标准表”相应地改为较高级别的mA 表）。接通开关KI ， 移 动滑动触点品流值渐增大输出电记下这个头G 指针偏转到满刻度，此时微安 （2）Rg 的测定 I 阻箱)为较大值，将开关K2合于“2”处，连渐减小R 的值，使微安表重 表为，表头表头有緡表确度的图中准微安 表”； 保持上述电路状态不变（即不改变电源电压和 R （采 C 点的位置），使可变电阻 -------------------- Ig处，此时R的值即为Rg .这种方法称为替代法. Ig和Rg是表头的两个重要参数。在选择表头时，这两个参数值越小越好 2、微安表改装成电流表 并联电阻Rs的值通过计算可以得到： (I - Ig )Rs = IgRg 所以 Rs = IgRg / I - Ig (1) 若令n=I/Ig , 则 Rs =(1/n-1)Rg (2) 式中，I为扩充后的量程，n为量程的扩大倍数。从式(1)可以算出并联电阻Rs的值。若将Rs分成适当数值的多个电阻 串联而成，如图3，在相应点引出抽头，则可得到多量程电流表。 3、微安表改装成电压表 表头所能测量的电压很小(Ug=lgRg)，若耍用它测量较大的电压，可串联 高阻值分压电阻RH,见图4 .由图可知，该电表的总内阻 RH+Rg=U/Ig (3 所以 2008年第25届全国中学生(高中)物理竞赛预赛 试卷答案重要勘误更正 设电流表的量程为I g ，当电流表与定值电阻R 0串联改装成电压表时，此电压表的内阻 0g 0R R R +=' （1） 由于此电压表的量程V 500=U ，故有 00g U R I =' （2） 由（1）、（2）两式得 A 1011.130 g 0 g -?=+=R R U I （3） 即电流表的量程为1.11mA . 图中1R 和电流表改装成的双量程电压表的电路如图所示，2R 是为把电流表改装成双量程电压表必须串联的电阻，其值待求.用1R '表示电压表量程V 501=U 挡的内阻，则有 1g 1R R R +=' （4） 而 011U R I g =' （5） 由（3）、（5）式得 Ω50.g 01 1310?4=='I U R （6） 同理得电压表量程V 1002=U 挡的内阻 Ω10?00==++='3.9g 02 21g 2I U R R R R （7） 设电源的电动势为E ，内阻为r ，当用电压表的5V 挡测电源两端的电压时，电压表的 示数为1U ，已知V 50.41=U ，设此时通过电压表的电流为1I ，有 E r I U =+11 （8） 1 11R I U '= （9） 当用电压表的10V 挡测量该电源两端的电压时，电压表的示数为2U ，己知V 80.42=U ，设此时通过电压表的电流为2I ，有 E r I U =+22 （10） 2 22R I U '= （11） 解（8）、（9）、（10）、（11）式，并注意到（6）、（7）式得 V 14.5=E （12） 评分标准： 本题14分.（3）式3分，（6）式2分，（7）式2分，（8）式、（9）式、（10）式、（11）式共4分，（12）式3分. 有关电流表和电压表的改装 二. 知识要点： （一）电流表和电压表的改装 1. 电流表以及其参数 （1）我们通常所说的电流表是指灵敏电流计，由于其量程太小，一般情况下不能直接测量电流，而是用于检测有无电流和电流的方向，或作为改装量程较大的电流表和电压表的表头使用。 （2）主要参数：电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏电流，又叫做电流表的量程；指针偏转到最大刻度时，电流表两端的电压叫做满偏电压。由欧姆定律可得。 2. 电压表的改装 （1）电压表的改装原理 将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，就可以测量较大的电压，因此电流表 串联一个分压电阻后就成为电压表。 图1 （2）分压电阻的计算 根据串联电路的分压原理有： 解得分压电阻： 若表示量程的扩大倍数（即） 则 3. 电流表改装 （1）电流表的改装原理 小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 （2）分流电阻的计算 根据并联分流的原理有： 解得应并联的分流电阻： 若用表示量程的扩大倍数（即） 则 改装成的电流表的内阻为 可见电流表的内阻很小，对于理想的电流表，其内阻可以忽略不计，串联在电路中可以看作短路。 [例1] 将量程为3.0V，内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表，应联的电阻。 分析与解答：原来的电压表，内阻为，改装后的量程为30V。需串联的 电阻R，扩大倍数，所以 。 [例2] 一个电流表的内阻为，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，现将其量程 扩大为100A，需要联一个的电阻，此时刻度盘的每个刻度表示A，新的电流表的内阻为。 分析与解答：电流表的量程扩大，需并联一个分流电阻，原来电流表的最大量程为10A，刻度数为 ，改装后的量程为100A，根据欧姆定律得： 并联电路的阻值： 新电流表的内阻： 新电流表的每个刻度值表示： （二）电表的非常规接法 电表的常规接法是：电流表串联接入电路中，电压表并联接入电路中，如果没有特别声明，可把电表理想化，即认为电流表的内阻，电压表的内阻；电表的接入和取出对电路不产生影 响。 实际使用中，电流表内阻很小但不为零，电压表内阻很大但不为无穷大，这就是非理想电表。非理想电表对电路的影响不能忽略。实验时，在特定条件下电表可以采用非常规接法，即电流表并联在用电器两端，电压表串联在电路中，老师将结合典型试题，对电表的非常规接法作一分析探讨。 1. 电压表的串联接法 （1）要求测量电压表的内阻时，可以把电压表当做定值电阻串联在电路中，此时电压表的示数就是 它两端的实际电压，若用电流表与它串联、由电流表上读出电流示数。用便可计算出电压表的内阻，此接法避免了“伏安法测电阻”的实验中，由于电压表、电流表的接入导致测量值与真实值不符而产 生的误差。 [例1] 某电压表的内阻在~之间，现要较精确测量其内阻，实验室提供下列可选用的 器材： A. 待测电压表V（量程3V） B. 电流表A1（量程） 改装电流表量程公式 一综合性实验 班级：11物理教育姓名：韦新春学号：[1**********]3 表一实验项目 电流表与电压表的改装试验设计 一实验目的和原理的具体分析 实验目的以及原理分析 1目的：此试验进一步强化我们对电流表、电压表内部结构的认识以及对万用电表工作原理的进一步认识和巩固。 2 原理：根据闭合电路的欧姆定律，以及串联电路的分压于并联电路的分流作用设计出的此试验。当 表头满偏电流为Ig，通过表头两端的电压为Ug时，则表头内阻为Rg=Ug/Ig。现在要把此表头改装成一个两成为100mA的电流表和一个量程为1V的电压表。先用半偏法测内阻，如图1，使开关S置于1位置，调电源电压使表头电流为；把开关S置于2处，电源电压不变，调电阻箱的电阻R使表头示数为,此时电阻箱的读数即为表头的内阻。再根据欧姆定律U=RI推导出要把此表头改装成10mA的电流表和1V的电压表时所要并联的电阻值和串联的电阻值如图如图2和图 3 注：图1测内阻图2电流表RI=IgRg/ 图3 图3电压表电流表Ru=IgRg/R2=-Rg 实验步骤以及数据分析 1 用半偏法测内阻：先按照图1把电路连接好，在用半偏法测内阻，首先开关置于1位置，调电源电压使表头示数为然后把开关S置于2位置，调电阻箱使电表示数为，此时电阻箱的读书即为表头的内阻，记为Rg=Ω。 2 把1mA的表头改装成100mA的电流表：根据公式 RI=IgRg/=Ω，然后把此电阻值从电阻箱并联到表头上如图2，这样10mA的电流表就改装成了。 3 把1mA的表头改装成1V的电压表：根据公式Ru=，从而也可算出表头内阻。当电流表内接时，电流表示数准确，而由于电流变分压，所以电压表示数偏大，从而导致算出的Rg变大，反之电流表外接是，算出的Rg偏小。所以此方法误差较大，一般不用，而用半偏法测内阻。 四 对于实验中人、仪器和环境因素对实验的影响进行分析 误差分析，造成误差的原因，有人为的原因和设备的原因等。 1 人为原因：由于测量者的原因，测量是难免会有误差，比如，读书时眼光线不与刻度相平行，可能会导致读出的数与实际值相比偏大或偏小，这样算出来的R的值就会有误差。 高二物理电学实验把电流表改装成电压表 【实验目的】 1.掌握半偏法测电流表内阻的实验方法； 2.了解电压表的改装过程和原理。 【实验原理】 1.改装原理：串联电阻的分压原理，改装电路如图所示。 2.改装电流计，需要知道它的三个数据：满偏电流 I,满度电压6和内电阻&?这三个数据中，知道任何两个，就可以由欧姆左律算岀第三个, 其中匚可以从刻度盘上直接读岀.若将电流表改装成量程为U的伏特表，则应串联的电阻 3.表头内阻采用半偏法测虽:，电路如图88-2所示. （1）先合上S,,调节R使G满偏；（2）再合上S” 调节R'使G半偏，注意此时R不能重调：（3）R为电位器，R'是电阻箱，R的值要远大于R'的值. 4.改装后的电压表的校准：实验电路如图所示. 5.实验步骤：（1）测电流表的内阻：（2）计算出串联电阻值，对电流表进行改装：（3） 1.本实验比较复杂，因此先必须把实验步骤确左好：第一步测凡：第二步：计算分压电阻&：第三步校对改装后的伏特表. 2.测电流表的内阻时，闭合S’前，变阻器R应调至电阻最大值，以免闭合S：后通过电流表电流过大，而损坏电流表.若变阻器调至最大后，试触S：还超过了电流表疑程，则应再串联一个定值电阻或降低电源电压. 3.S：闭合后，在调节R'时，不能再改变R的阻值，否则将改变电路的总电流，从而影响实验的精确度. 4.在校准电路中，要对改装表从零到满量程校准，所以变阻器必须采用分压式接法. 【典型例题】 例1 （2001年理综）实脸室中现有器材如实物图所示，有： 电池E,电动势约10 V,内阻约1Q； 电流表A：,量程10 A内阻口约为0.2Q： 电流表A：,量程300 mA,内阻r=约为5 Q : 电流表能，量程250 mA,内阻口约为5Q： 将改装后的电压表与标准表校准。 【注意事项】 1.一灵敏电流计，满偏电流为I g=5mA，表头电阻R g=400Ω，若改装成量程为10V 的电压表，应联一个Ω得电阻，新表的内阻为Ω。若将灵敏电流计改装成量程为3A 的电流表，那么这个改装后的电流表的内阻为Ω 。 2.一个量程为0～300μA的电流表，内阻为1000Ω，再给它串联一个99000Ω 的电 阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为_ V ，用它来测量一段 电路两端的电压时，表盘指针如图，这段电路两端的电压是V 3.有一毫伏表，它的内阻是100Ω，量程为0.2V，现要将它改装成量程为10A 的电 流表，则毫伏表应： A.并联一个0.02Ω 的电阻B．并联一个0.2Ω 的电阻 C．串联一个50Ω 的电阻D．串联一个4900Ω 的电阻 4.把小量程的电流表改装成电压表时，下列说法中正确的是（） A.改装的原理是串联的电阻起了分压作用，使允许加在改装后的电压表两端的电压比加在小量程电流表上的电压大了 B.改装成电压表后，小量程电流表允许通过的最大电流加大了 C．改装成电压表后，小量程电流表的内阻不变 D．改装成电压表后，允许通过改装后的电压表的最大电流比小量程电流表的最大电流大 5.如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个 变阻器R 组成的，下列说法正确的是： ①甲表是安培表，R 增大时量程增大 ②甲表是安培表，R 增大时量程减小 ③乙表是伏特表，R 增大时量程增大 ④乙表是伏特表，R 增大时量程减小． A．①③B．①④C．②③D．②④ 6.如图所示，其中电流表A 的量程为0.6A，表盘均匀划分为30 个小格，每一小格表 示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的1/2；R2的阻值等于电流表内阻的2 倍，若用 电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是： A.将接线柱1、2 接入电路时，每一小格表示0.04A B.将接线柱1、2 接入电路时，每一小格表示0.02A C.将接线柱1、3 接入电路时，每一小格表示0.06A D.将接线柱1、3 接入电路时，每一小格表示0.01A 7.如图所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G 的量程为0～100 μA，内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1＝Ω，R2＝Ω. 8.如图所示，有一个表头G，满偏电流I g = 500 mA，内阻R g=200Ω，用它改装为有1 A 和10 A 两种量程的电流表，则R1 = Ω、R2 = Ω。 9.一块电压表是由电流表G 和电阻R 串联而成，如右图所示，若使用过程中发现改装 电压表的示数总比标准电压表准确值稍小一些，采取下列哪种措施可以改进 A.在R 上串联一个比R 大得多的电阻 B.在R 上串联一个比R 小得多的电阻 C.在R 上并联一个比R 大得多的电阻 D.在R 上并联一个比R 小得多的电阻 10.一电流表由电流计G 与电阻R 并联而成，如图所示，若在使用中发现此电流表的读数总比 准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进： A.在R 上串联一比R 小得多的电阻 B.在R 上串联一比R 大得多的电阻 C.在R 上并联一比R 小得多的电阻 电表的原理、改装及应用 知识要点梳理 知识点一——电表的改装 ▲知识梳理 1．电流表（表头） 小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个： ①电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻； ②指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程； ③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压，也叫电压量程。由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。 2．电压表的改装 电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示。 电压扩大量程的倍数 由串联电路的特点得 解得 即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻 电压表的总电阻。 3．电流表的改装 电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量程的电流表满偏电流为I，如图所示。 扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以 即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为电流表的总电阻。 说明： ①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和；通过电流表的电流和流过表头G的电流不一样。 ②电压表的量程是指通过表头的电流达到时加在电压表两端的总电压U；电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏时，通过表头和分流电阻的电流之和。 ③由串联分压原理可知：串联的分压电阻越大，电压表的量程越大，由并联分流原理可知，并联的分流电阻越小，电流表的量程越大。 ④实际的电压表内阻不是“”，电流表内阻不是零，它们接入电路进行测量时必对原来的电路有影响。这是今后我们要注意的，有时不考虑电表内阻对电路的影响，这是为了 电表的改装与校准（二） ———— 将表头改装为伏特表、欧姆表；校正改装后的电表 【实验目的】 1、了解磁电式电表的基本结构； 2、掌握电表的校准方法，学会作校准曲线。 【实验仪器】 二、电表的改装 （1）将表头改装为安培表 （2）将表头改装为伏特表 表头的满度电压很小，一般为零点几伏。为了测量较大的电压，在表头上串联电阻0R ，如图6所示，使超过表头所能承受的那部分电压降落在电阻0R 上。表头和串联电阻0R 组成的整体就是伏特表，串联的电阻0R 称为扩程电阻。选用不同大小的0R ，就可以得到不同量程的伏特表。 设改装后的电压表量程为U ，当表头满刻度时有：00( 1)(1)g g g g U U U R R n R I U -= =-=- 式中，n 为电压表的扩程倍数。可见，要将表头测量的电压扩大n 倍时，只要在该表头上串联阻值 为(1)g n R -扩程阻值0R 。表头的g I 、g R 事先测出，根据需要的电压表量程，由上式即可算出应串联的电阻值。一般地，由于电压表量程U 远大于表头的量程g U ，串联电阻0R 会远大于表头内阻g R 。 （3）将表头改装为欧姆表 最简单一种电路如图7所示。设待改装表的内阻为g R ，量程为g I 。电源电动势E 与固定电阻1R （称为限流电阻）、可变电阻P R （称为调零电阻）串联。x R 为被测电阻，测量时将其接在A 、B 两点之间。由闭合电路的欧姆定律可知，接入x R 后，表头所指示的电流：1x g P x E I R R R R = +++ 当E 、1g P R R R ++的值一定时，x R 的一个值与x I 的一个值相对应，即与表头指针的一个偏转角相对应，所以表面可以按电阻值来划分刻度。现在来看三个特殊的刻度： （1）当0x R =时，即A 、B 间短路，调节使电路中的电流1g g P E I R R R = ++。 此时电流强度最大，表头指针应指在满刻度。g R 和E 是给定的，P R 是可调节的。如果没有1R ， 历年安徽中考物理试题 1．（ 08年安徽中考）干电池是我们实验时经常使 用的电源，它除了有稳定的电压外，本身也具有一定的电阻。实际使用时，可以把干电池看成一个理 想的电源（即电阻为零）和一个电阻r串联组成，如图（a）所示。用图（b）所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值。图中R=14Ω,，开关S闭合时，电流表的读数I=0.2A，已知电源电压U=3V，求电源电阻r的大小。 2、（09年安徽中考）常用的电压表是由小量程的 电流表G改装而成的。电流表G也是一个电阻，同样遵从欧姆定律。图甲是一个量程为0～3mA的电流表G，当有电流通过时，电流可以从刻度盘上读出，这时G的两接线柱之间具有一定的电压。因此，电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表。 已知该电流表的电阻为Rg=10Ω. (1)若将这个电流表当成电压表使用，则刻度盘 上最大刻度3mA处应该标多大的电压值 (2)如图乙所示，若将这电流表串联一个定值电 阻R后，使通过G的电流为3mA时，A、B 之间的电压等于3V，这样A．B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0～3V的电压表(图 丙)，求串联的定值电阻R的大小。3、（10年安徽中考）实际的电源都有一定的电阻， 如干电池，我们需要用它的电压U 和电阻ｒ两个 物理量来描述它。实际计算过程中，可以把它看成 是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电 阻值为ｒ的电阻串联而成，如图甲所示： 在图乙中R1= 14 , R2= 9。当只闭合S1时，电 流表读数I1=0.2A ；当只闭合S2时，电流表读数 I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。求电 源的电压U 和电阻ｒ。 4、（11年安徽中考）实验室有一种小量程的电流 表叫毫安表，用符号表示，在进行某些测量时， 其电阻不可忽略。在电路中，我们可以把毫安表看 成一个定值电阻，通过它的电流可以从表盘上读 出。利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻，电 源的电阻不计，R1=140Ω，R2=60Ω。当开关s1闭 合、s2断开时，毫安表的读数为 6 mA；当s1、s2 均闭合时，毫安表的读数为8 mA。求毫安表的电 阻R A和电源的电压U。 5、（12年安徽中考）有一种装饰用的小彩灯，如 图a所示，它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联 而成，等效电路如图b所示．已知灯丝的电阻 R1=10Ω，定值电阻R2=1000Ω， （1）求这个小彩灯的电阻．（结果保留一位小数） （2）若将一个小彩灯接在电压为的电源两端，求 通过灯丝R1的电流大小． （3）如图c所示，将数十个小彩灯串联后接在电 压为U的电源两端，均正常发光（图中只画出3 个，其他未画出）．若其中一个灯的灯丝断了，其 他小彩灯的亮度如何变化写出你的判断依据． 6、（13年安徽中考）在进行某些电学测量时，把 电压表看成能显示其两端电压的的大电阻，将它与 一个阻值很大的待测电阴Rx串联接入电路，根据 电压表的求数可以测出Rx的阻值，这是一种测量 大电阻的方法。如图所示的电路中，电压表的内阻 Rv＝20kΩ，量程为150V，最小分度值为5V，电压 U＝110V，电压表的示数为50V。 （1）求电路中的电流大小。 （2）求待测电阻Rx的阻值。 （3）上述电路中，若将Rx换成阻值约为20Ω的 小电阻，用这种测量方法能否准确测出它的阻值写 出你的判断依据。 7、（14年安徽中考）实际测量中所使用的电流表 是由小量程电流表改装而成的．图a中G是满偏电 流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=3mA 的电流表，其电阻Rg=10Ω，要把它改装为一个量 程为3A的电流表（如图b），问： （1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时， 它两端的电压为多少； （2）需要给它并联一个多大的电阻R0；（计算结 果小数点后保留两位数字） （3）设改装后的电流表的电阻为R，比较R与R0 的大小关系，并简单地说明理由 8、（14年安徽中考）如图所示的电路中，闭合开 关，发现每个电表都有一定的示数。向右移动变阻 器的滑片，则（） A. 电流表A1示数减小，电流表A2和电压表V示数 增加 B. 电流表A1和A2的示数都减小，电压表示数增加 C. 电流表A1、A2和电压表V的示数都减小 D. 电流表A1、A2和电压表V的示数都增加 9、（15年安徽中考）图示电路中，电源电压不变， R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，移 动滑片P，多次记录电压表示数U和对应的电流表 示数I，则绘出的U-I关系图像正确的是 电表的改装练习题 基础过关：如果某电流表内阻为R g Ω，满偏电流为I g uA ，要把它改装为一个UV 的电压表，需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻；如果要把它改装为一个IA 的电流表，则应____联一个阻值为_ ______________Ω的电阻． 1．电流表的内阻是R g =200Ω，满刻度电流值是I g =500微安培，现欲把这电流表改装成量程为1．0V 的电压表，正确的方法是 [ ] A ．应串联一个0．1Ω的电阻 B ．应并联一个0．1Ω的电阻 C ．应串联一个1800Ω的电阻 D ．应并联一个1800Ω的电阻 2.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G ，内阻R g ＝30 Ω，满偏电流I g ＝5 mA ，要将它改装为量程为0～3 A 的电流表，所做的操作是( ) A ．串联一个570 Ω的电阻 B ．并联一个570 Ω的电阻 C ．串联一个0.05 Ω的电阻 D ．并联一个0.05 Ω的电阻 3．如图2－4－17所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成，下列说法正确的是( ) A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大 B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小 C ．乙表是电压表，R 增大时量程增大 D ．乙表是电压表，R 增大时量程减小 4．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表．将它们串联起来接入电路中，如图2－4－21所示，此时 ( ) A ．两只电表的指针偏转角相同 B ．两只电表的指针都不偏转 C ．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D ．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________． 7.一只电流表，并联0.02Ω的电阻后，串联到电路中去，指针所示0.6A ，并联0.01Ω的电阻后串联到同一电路中去（电路的电流不变，不是电压不变），指针指示0.4A 。则电流表的内阻R A ＝_______Ω 8.在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？（2）当S 1和 S 2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？ 9．一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若 在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是 2 电表、电表的改装、欧姆表使用、半偏法 1.灵敏电流表G （1）三个主要参数 ①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。 ②满偏电流Ig: ③满偏电压Ug:电流表通过Ig 时两端的电压，大约零点几伏。 （2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg 注意：电表就是电阻。 2.电压表 （1）电压表的改装 电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量程为 U 的电压表时，应串联一个电阻R 分去多余的电压U-Ug ，电阻R 叫分压电阻。 （2）电压表的内阻：Rv=Rg+R 3.电流表的改装 电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量 程为I 的电流表时，应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ， 电阻R 叫分流电阻。 （2）电流表的内阻：R A =Rg ×R/(R+Rg) 4.电流表改装成欧姆表 (1),原理：闭合电路的欧姆定律 (2),如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R ，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有： (3),当两表笔间接入电阻Rx 时，电流表的电流为： ()g g g g g g U U U I R R U U R R Ug -==-=据串联电路的特点得：解得：R ()g g g g g g g U I R I I R I R R I I ==-=-据并联电路的特点得：解得：I-I g R g g E I R R r =++x g x E I R R r R =+++ 当Rx 改变时，Ix 随着改变，将电流表表盘上Ix 处表上对应的Rx 值，就构成了欧姆表。 (4),中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R 中＝R 内＝R+Rg+r 因Ix 与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。 (5),被测电阻接近中值电阻时误差较小，所以首先要估测被 测电阻的阻值，选择适当倍率的欧姆档使指针落在刻度盘的中 间区域。然后把两只表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”.改变不同倍率的欧姆档后，必须重复这项 操作。 （6），欧姆表的黑表笔与其内部电源的正极相连。 5.半偏法测电阻 （1）半偏法测电流表内阻 方法一：如图15所示，测电流表G 的内阻： ①将电阻箱R 的电阻调到0； ②闭合S 调节R 0，使电流表G 达到满偏电流I 0； ③保持R 0不变，调节R 使电流表G 示数为I0/2； ④由上 可得R G =R 注意：当R G 》R 0时，测量误差小，此方法适合测大阻值电流表内阻，且测量值偏大。 方法二：如图16所示测量电流表A 的内阻 ①断开S 2，闭合S 1，调节R 0，使A 表满偏为I 0; ②保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使电流表读数为I 把电流表改装成电压表试验误差分析 问题：把电流表改装成电压表后，用改装的电压表测量导体两端的电压，测量 值是准确的吗？如不准确，测量值是偏大还是偏小？ 要想弄清上面的问题，必须把电流表改装成电压表的过程搞清。 1、用“半偏法”测量电流表内阻 r g ⑴用“半偏法”测量电流表内阻 r 的原理：如图1所示，使电 g 流表G 指针偏转到满刻度，根据全电路欧姆定律可得： EIRrr,,①（r 为电源内阻）。再合上开关 () g S ，调节 2 / 电阻箱R ，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半，这时有： / Rr 11g EI(Rr)() ,,②，同时有：IrIIR,,③，解以上三个方程 / / ggg Rr22 Rr g // / 可得：，分析上式可知：当Rr ﹥﹥R 时，rR ，即电流表的 rR gg / RrR 内阻等于此时电阻箱的电阻值。 ⑵用“半偏法”测量电流表内阻 r 的步骤： g ①按图1所示的电路图连接器材，R 是滑动变阻器， / R 是电阻箱，滑动变阻器应先 调节阻值最大； ②闭合 S ，断开 1 S ，调节R ，使电流表G 满偏； 2 ③闭合 S ，调节电阻箱 2 R / ，使电流表G 半偏； ④从电阻箱上读出数据 / R ，则 / rR 。 g 2、把电流表改装成电压表 电流表的满偏电流为 I ，内阻为r g ，根据部分电路欧姆定律，满偏电压U g I g r g ， g 将电流表的表盘刻度改为相应的标度，则电流表就变为一个可以直接读出电压数值 的电压表，由于电流表的满偏电压很小，所以这样改成的电压表的测量范围不大。 如果要扩大它的测量范围（即量程），可以在电流表上串联一个 分压电阻方法来实现。如图2所示，设改装好的电压表量程为 U ，与电流表串联的电阻为R 0，则UI g (r g R )，解之可得：电流表、电压表的改装(含答案)
电表改装实验报告
设电流表的量程为Ig,当电流表与定值电阻R0串联改装成电压 …
有关电流表和电压表的改装
改装电流表量程公式
电流表改装成电压表
高三电流表电压表的改装(可编辑修改word版)
电表的改装分析
电表的改装与校准(二)——将表头改装为伏特表、欧姆表;校正改装后的电表备课讲稿
九年级物理电表改装题(20200513200505)
电表的改装练习题
电表、电表的改装、欧姆表使用、半偏法
把电流表改装成电压表试验误差分析