实验十三用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
实验十三：用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
【实验目的】
测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】
如图所示，改变R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组I U 、值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组ε、r 值，最后分别算出它们的平均值。
此外，还可以用作图法来处理数据，即在坐标纸上以I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出的几组I U 、值画出U-I 图象（如图），所得直线跟纵轴的交点即为 值，图线斜率的绝对值即为 的值。 【实验器材】
待测电池，电压表（0-3V ），电流表（0-0.6A ），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
【实验步骤】
1、电流表用0.6A 量程，电压表用3V 量程，按图连接好电路。
2、把变阻器的滑动片移动到一端使阻值最大。
3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I 1、U 1）。用同样方法测量几组I U 、值。
4、打开电键，整理好器材。
5、处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
【注意事项】
1、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）。
2、干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势ε会明显下降，内阻r 会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A ，短时间放电不宜超过0.5A ，因此，实验中不要将I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断开电键。
3、 要测出不少于6组I U 、数据；且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的
I U 、数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解
出ε、r 值再取平均。
4、 在画U-I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个
别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
5、 干电池内阻较小时路端电压U 的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画
U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I 必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。 【实验数据记录和处理】
电源电动势E ＝ ；内电阻r ＝ 。
【问题与讨论】
1．现有仪器：待测电池，电流表（0-0.6A ），定值电阻（5Ω），电键，导线。能否利用上述仪器测量一节电池的电动势和内电阻？
若将电流表换成电压表（0-3V ）呢？
2．能否直接用多用电表的欧姆挡测量电池的内电阻？
3．能否通过作出的U －I 图象说明电池的输出功率随外电阻变化的关系？
【巩固练习】
1．用图14-1所示电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V V 12、量程相同，内阻分别为R R V V 12、，且R R V V 12>；两只电流表A A 12、量程相同，内阻分别为
R R A A 12、，且R R A A 12>；在该实验中，为了使ε、r 的测量值精确些，选择的电表可
以是（ ）
A ．V 1与A 1
B ．V 1与A 2
C ．V 2与A 1
D ．V 2与A 2
2．用如图所示电路（R R 12、为标准定值电阻）测定电池的电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则下列说法中正确的是（ ）
Ａ．电动势的测量值等于真实值。 Ｂ．内电阻的测量值大于真实值。
Ｃ．测量误差的产生原因是电流表具有内电阻。 Ｄ．测量误差的产生原因是测量次数少，不能用图象法求电池的电动势和内电阻。
3．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内
电阻分别为01
.Ω和Ωk 1，如图所示为所需的器材。 （1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。
（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U -I 图线，根据图线求出电池的电动势E =________V ，内阻r =________Ω。
4．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，以下说法正确的是
A ．用图所示a 电路时，真测E E <
B
．用图所示a
电路时，r r 测真<
C ．用图所示b 电路时，真测E E <
D ．用图所示b 电路时，r r 测真<
【练习答案】 1、AB 2、 ABC 3 、（1）略 （2）1.46V ，0.77Ω 图略 4、AB
I/A
0.3
U
0.5 0.6
测电压表内阻的六种方法
测电压表内阻的六种方法在实验试题的考查中，经常出现测定电压表内阻的问题，学生在处理此类问题时常不如人意。现把测电压表内阻常见的六种方法归纳如下。 一、利用欧姆表测量 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。把电压表看成普通的电阻，利用欧姆表的电阻档测量。 二、利用伏－安法测量 理想电压表的内阻视为无限大，但实际使用的电压表内阻并不是无限大。例1、为了测量某一电压表的内阻，给出如下的实验器材：A、待测电压表（0～3v、内阻约为4KΩ），B、电流表（0～0.5mA），C、滑动变阻器（0～20Ω），D、6V学生电源，E开关和若干条导线。由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电压表的内阻，采用分压式接法，电路图如图－1所示，电压表与电流表串联，多次记录电压表和电流表的示数，利用U-I图象即可得出电压表的内阻。 图－1 三、利用伏－伏法测量 所谓伏伏法就是在电流表不能用或没有电流表等情况下，要考虑两 块电压表并用的方式测量电阻。在设计电路时，既要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器的连接方式。 图－2 1、伏伏串联测量：例 2、利用现有的器材测量某电压表的内阻。实验器材如下：A、待测电压表V1（0～3V、内阻未知），B、电压表V2（0～ 3V、内阻3.5KΩ），C、滑动变阻器（0～50Ω），D、6V电池组（内阻不计），E、开关和若干条导线。部分同学想两块电压表的最大量程都是3V，把两表串联直接接到电源上即可。同学们把两电压表串联的想法是好的，但直接接到电源上的不可以的。因为在串联电路中电阻大的分得的电压就多，所以不能草率地将表直接接到电源上。设计的电路图如图－2所示。两电压表的内阻都远大于滑动变阻器的最大值，采用分压式接法。电压表V1的示数，电压表V2的示数，两表串联电流相等，有，得。 2、伏伏法并联测量：例 3、为测量量程为3V的电压表V1的内阻 R V1（约为3KΩ），实验时提供的器材有：A、电流表（0～0.6A、内阻0.1Ω），B、电压表V2（0～6V、内阻5KΩ），C、变阻箱1（0.1～9999.9Ω），D、变阻箱2（0.1～99.9Ω），E、滑动变阻器（0～
电阻的测量方法及原理
一、电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V =∞，R A =0用图一（甲）和图一（乙） 两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的阻并非趋近于无穷大、电流表也有阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大小外”。 2、误差分析 （1）、电流表外接法 由于电表为非理想电表，考虑电表的阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测= U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表接法时，测量值大于真实值，即"大"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法 1、“大”：当 R >> RA 时，，选择电流表接法测量，误差更小。 “小外”：当 R << Rv 时，，选择电流表外接法测量，误差更小。
初中物理 电压表和电流表伏安法测电阻
电压表和电流表伏安法测电阻（一） 教学目标 一、知识目标 1、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。 2、了解电流表改装原理。 二、能力目标 1、掌握电流表G改装成电流表A和电压表V的方法和计算。 2、培养学生的逻辑推理能力、观察及动手能力。 重点、难点分析 小量程的电流表改装成多量程的电流表是个难点。 本节作为串、并联电路的具体应用，要想讲清电表的改装、量程的扩大，关键在讲清表头内阻、满偏电流和满偏电压等概念 教学中务必使学生理解电流表改装原理，切莫死记公式。对扩大量程到若干安或若干伏的物理意义要弄清，避免学生套用一般扩大量程的公式去分析问题。 引入新课 作为应用串联电阻进行分压和应用并联电路进行分流的实例，我们来研究它们在电压表和电流表中的应用。 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。关于电流表G 的构造和工作原理将在磁场一章中学习，本节仅作简单说明。 进行新课 一、三组关系（电流表G的构造和工作原理） 常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成。当线圈中有电流通过时，再磁场力作用下线圈带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针偏角就越大。 1、θ∝I 这样根据指针的偏角就可以知道电流的大小，若在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。根据欧姆定律，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。 2、I∝U 由此看出，指针的偏角越大，表示加在表头两端的电压越大。 3、U∝θ 这样，如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了。 二、三个概念 表头的线圈允许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安。这个电流用I g 表示。当通过表头的电流位I g时，他的指针偏转到做大刻度，叫满偏电流。 1、满偏电流：电流表指针偏转到最大刻度时的电流I g叫满偏电流。 表头线圈的电阻一般为几百到几千欧。 说明：如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被烧毁。 2、电流表的内阻：表头G的电阻叫做电流表的内阻。用R g表示。 说明：每个电流表都有它的R g值和I g值，R g和I g是电流表的两个重要参数。 3、满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压U g叫做满偏电压。 根据欧姆定律可知： U g = I g R g 画图： 说明：此图表示在电流表G的两端加上满偏电压Ug时，通过电流
测电压表内阻的六种方法.doc
测电压表内阻的六种方法 在实验试题的考查中，经常出现测定电压表内阻的问题，学生在处理此类问题时常不如人意。现把测电压表内阻常见的六种方法归纳如下。 一、利用欧姆表测量 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。把电压表看成普通的电阻，利用欧姆表的电阻档测量。 二、利用伏－安法测量 理想电压表的内阻视为无限大，但实际使用的电压表内阻并不是无限大。例1、为了测量某一电压表的内阻，给出如下的实验器材：A 、待测电压表（0～3v 、内阻约为4K Ω），B 、电流表（0～），C 、滑动变阻器（0～20Ω），D 、6V 学生电源，E 开关和若干条导线。由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电压表的内阻，采用分压式接法，电路图如图－1所示，电压表与电流表串联，多次记录电压表和电流 表的示数，利用U-I 图象即可得出电压表的内阻。 三、利用伏－伏法测量 所谓伏伏法就是在电流表不能用或没有电流表等情况下，要考虑两块电压表并用的方式测量电阻。在设计电路时，既要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器的连接方式。 1、伏伏串联测量：例 2、利用现有的器材测量某电压表的内阻。实验器材如下：A 、待测电压表V 1（0～3V 、内阻未知），B 、电压表V 2（0～3V 、内阻Ω），C 、滑动变阻器（0～50Ω），D 、6V 电池组（内阻不计），E 、开关和若干条导 线。部分同学想两块电压表的最大量程都是3V ，把两表串联直接接到电源上即可。同学们把两电压表串联的想法是好的，但直接接到电源上的不可以的。因为在串联电路中电阻大的分得的电压就多，所以不能草率地将表直接接到电源上。设计的电路图如图－2所示。两电压表的内
大学物理实验多种方法测量直流电阻
用多种方法测量直流电阻 一、实验目的 1、熟悉各种电学仪器及电路技巧; 2、掌握多种方法测量直流电阻 3、巩固不确定度的评定方法 二、仪器 DH6108赛电桥综合实验仪，直流稳压电源，万用电表，电阻箱，两个待测电阻，千分尺,直流电流表，直流电压表，滑线变阻器，检流计等 三、实验原理 电阻是电磁学实验工作中的常用元件，可分为高值电阻（兆欧以上）、中值电阻（10欧～兆欧）、低值电阻（10欧以下）。测量电阻的方法有许多种，常用的如伏安法、电桥法、比较测量方法(电压比等于电阻比)。 （一）伏安法测量电阻的原理（适用于测中值电阻） 1、实验线路的比较和选择 当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路的测量不确定度是相同的。 图1 电流表外接测量电路 图2 电流表内接测量电路 被测电阻的阻值为： I V R = 。 但实际的电流表具有一定的内阻，记为R I ；电压表也具有一定的内阻，记为R V 。因为R I 和R V 的存在，如果简单地用I V R = 公式计算电阻器电阻值，必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选择：
比较(R/R I )和(R V /R )的大小，比较时R 取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法，后者大则选择电流表外接法。 如果要得到测量准确值，就必须按下（1）、（2）两式，予以修正。 即电流表内接测量时，I R I V R -= （1） 电流表外接测量时， V R V I R 11-= （2） 2、测量误差与不确定度的评定 实验使用的电压表和电流表的量程和准确度等级一定时，可以估算出U V 、U I ，再用简化公式I R I V R -= 计算时的相对不确定度 （3） 式中U R 表示测量R 的不确定度，并非指R 的电压值。 可见要使测量的准确度高，应选择线路的参数使数字表的读数尽可能接近满量程，因为这时的V 、I 值大，U R ／R 就会小些。 当电压表、电流表的内阻值R V 、R I 及其不确定度大小U RI 、U RV 已知时，可用公式(1)、(2)更准确地求得R 的值，相对不确定度由下式求出： 电流表内接时： （4） 电流表外接时： （5） 这就知道由公式(1)、(2)来得到电阻值R 时，线路方案和参数的选择应使U R ／R 尽可能最小（选择原则3）。 （二）惠斯通电桥测量未知电阻的原理 （适用于测中值电阻） 现代计量中直流电桥正逐步被数字仪表所替代. 以往在电阻测量中电桥起了重要作用。 惠斯通电桥(Wheatstone ,s bridge )沿用了近二百年，1833年由克里斯泰(Cheistie )首先提出，后来以惠斯通名字命名. 电桥产生的背景是： 1)在数字仪表发展之前的时期，如果用伏安法测量电阻/R V I =，需要同时准确测量电压V 和电流I ，当时0.2级模拟式电表的制造成本与价格就已经显著高于准确度约0.05% 6位旋转式电阻箱. 2)伏安法测量的条件要求较高，如0.2级电表的使用与检定的条件要求较高，对电源 2 2?? ? ??+??? ??=I U V U R U I V R ?? ????-??? ?????? ??+??? ??+??? ??=I V R I V R R U I U V U R U I I I R I V R I /1/2222????? ?-???? ?????? ??+??? ??+??? ??=V V V R I V R R I V R I V R U I U V U R U V /1/222 2
电压表电流表内阻问题
1.某同学复习中用图1甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P 向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部 有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源(电压U 恒定，电阻为0)与一个电阻r 的串联(图1乙所示)． ) 请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r 的实验方案。 可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R 1、R 2(R 1≠R 2）， 导线和开关若干，一节旧干电池。 要求R 1、R 2在同一电路中不能同时工作。请完成： (1)面出实验电路图； (2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： (3)写出电阻r 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。 $ 2.用电压表和电流表可以测未知导体R 的电阻值，即伏安法测电阻，图甲为小白设计的一种测量方案的原 理图。 { (1） 根据电路图，在图丙中用笔画线代替导线连接实物图。 : (2）某次实验时电压表和电流表的读数如图乙所示，电流表的读数为 ，电压表的读数为 ，+ - 3 A 3 & 15V B D A C P 图丙 - 图甲 图乙 图1
测得的电阻值为________。 @ (3）如果考虑到电流表的电阻不为零，则用该测量方案测出的结果必然存在误差。请 你分析说明用这种实验方案测量出来的电阻值会比电阻的真实值偏大或偏小已知电流 表的内阻R A为1 Ω，要求用此方案测出的电阻值与真实值间的差异不大于真实值的1%， 则对待测电阻的真实值R要求是什么 3.如图所示，电压表和电流表的读数分别为UV和IA，电压表内阻为R VΩ，那么待测电阻Rx 的测量值比真实值，测量值为Ω，真实值为Ω． . 4.常用的电流表和电压表都是由小量程的电流计G改装而成的，如图是一个量程为0～3mA 的电流计G，电阻Rg=10Ω （1）若将该电流计改装成一个0～3V的电压表，应怎样改装，先画出电路图，并进行计算应连入多大的电阻． （2）若将该电流计改装成一个0～的电流表，怎样改装，画出电路图，并算出连入的电阻值． （3）试推导，改装后的电表的刻度盘仍然是均匀的． ( 5.如图5所示电路中，电阻R1和R2的阻值分别为11Ω和Ω．单刀双掷开关接1端和2端时，电流表示数分别为和，不计导线电阻和电流表内阻，则该电源电压为V，内阻为Ω．（写出分析过程） ~ 6.常用的电压表是由小量程的电流表G和阻值很大的电阻串联改装而成．如图甲所示，电流表G的量程是0-3mA，串联一个电阻后，改装成量程为0～15V的电压表．
电流表、电压表的改装(含答案)
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Ω的电阻 C ．串联一个Ω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=-0.001A=0.499A ； 并联部分的电压U=I g R=×200Ω=， 则需要并联的电阻r=U/I==Ω 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Ω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（ ）
仪表内阻对测量结果的影响和修正实验报告
课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ指导老师：成绩：__________________ 实验名称：仪表内阻对测量结果的影响和修正含源一端口网络等效参数和外特性的测量实验类型：基础规范型实验同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的与要求 1.了解电压表、电流表内阻的测量方法。 2.理解仪表内阻对测量误差的影响。 3.掌握修正仪表内阻对测量误差影响的方法。 4.掌握含源一端口网络等效参数及其外特性的测量方法. 5.验证戴维南定理和诺顿定理 6.了解实验时电源的非理想状态对实验结果的影响。 二、实验内容和原理 1. 仪表内阻的测量方法 仪表内阻是指仪表在工作状态下，在仪表两个输入端之间所呈现的等效电阻或阻抗。在精确测量中，必须考虑由于输入电阻有限所引起的测量误差。 仪表内阻的测量方法： ①万用表电阻挡直接测量：使用万用表或电阻表直接测量，操作最简单，但用这种方法须十分谨慎。因电阻表低量程挡的工作电流一般都在100 mA以上，所以测量时通过被测表的电流必须小于其量程。 ②半偏法：首先选定仪表的某一量程，直接加电源使该量程满偏，然后接人高精度可调电阻，并调节电阻大小使仪表半偏，此时对应的电阻值就是仪表内阻。使用半偏法时，需要准备数值范围能够涵盖仪表内阻大小的高精度可调电阻以及标准电源。 ③伏安法：有些仪表如功率表、电度表等含有电压和电流两个线圈，工作时须同时输入电压和电流才有读数，当测量其电流线圈内阻时，不可能利用其读数获得电流，所以需要外接电压表和电流表同时读数，以求得内阻的大小。 2.仪表内阻对测量值的影响及修正方法 实际使用中的仪表由于存在内阻，在接人测量电路时，会改变被测电路的工作状态，使测量的结果与被测电路的实际值产生误差。此误差属于系统误差(方法误差)，可以采用下述三种方法分析仪表内阻对测量值的影响，并加以修正。 ①估算仪表内阻所造成的误差并予以修正。 计算由于电表内阻所造成的电压/电流误差，并算出ΔU或ΔI。则实际值等于示数加ΔU 或ΔI。 ②采用同一量程两次测量法消除仪表内阻产生的误差。 ③用示零法（补偿法）在测量结果中消除仪表内阻的影响
串并联电路电压表、电流表
串并联电路、电压表、电流表 【学习目标】 1．掌握串、并联电路的特点，并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系，能够运用串并联的规律理解计算电表的改装。 2．识别电路中各元件的连接关系，画出简明的等效电路图，以及电流表、电压表、电容等对电路的影响。 【要点梳理】 要点一、串联电路的特点和性质 1．基本特点 （1）在串联电路中，各处的电流相等，即 123n I I I I I =====L ． （2）串联电路的总电压等于各部分电压之和，即 123n U U U U U =++++L . （3）串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即 123n R R R R R =++++L ． 2．性质 （1）串联电路的电压分配关系：各个电阻两端 的电压跟它们的阻值成正比，即 或 123123=U :U :U R :R :R . 其中： 1 11232 2123 3 3123 =++=++= ++R U U , R R R R U U ,R R R R U U. R R R （2）串联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功 率跟它们的阻值成正比，即 或： 123123=P :P :P R :R :R 要点诠释： n 个相同的电阻R 串联后的总电阻 =R nR 总. 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻。 串联电路的每个电阻R 都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫作分压作用，起分压作用的电阻叫作分压电阻。 要点二、并联电路的特点和性质 1．基本特点 （1）并联电路中各支路的电压相等，即 123n U U U U U =====L ． （2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，即 123n I I I I I =++++L ． （3）并联电路的等效总电阻R 与各支路的电阻 123,n R R R R L 、、的关系是： 12311111 n R R R R R =++++L ．
电流表电压表功率表及电阻表检定规程
电流表电压表功率表及电阻表检定规程 1适用范围 本规程适用于新制造、使用中及修理后的直接作用模拟指示直流和交流（频率 40Hz～10kHz） 电流表、电压表、功率表和电阻表（电阻1Ω～1MΩ）以及测量电流、电压及电阻的万用表（以下均 简称仪表）的检定。 本规程不适用于自动记录式仪表、数字式仪表、电子式仪表、平均值和峰值电压表、低功率因素 表、泄漏电流表及电压高于600V的静电电压表的检定。 2引用标准 中华人民共和国国家计量检定规程JJG124---2005 3计量性能要求 3.1准确度等级 仪表的准确度等级及最大允许误差(即引用误差)应符合表1规定。 表1 准确度等级及最大允许误差 3.2 3.2.1仪表的基本误差在标度尺测量范围（有效范围）内所有分度线上不应超过表1中规定的最大 允许误差。 仪表的基本误差以引用误差表示,按(1)式计算。 式中：X——仪表的指示值； Xo——被测量的实际值； X N——引用值（各类仪表的引用值由附录1给出）。 3.2.2升降变差 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值。按(2)式计算。 式中:X01和X02分别为某点被测量的上升和下降的实际值，X N的含义与公式（1）中的相同。 3.3偏离零位 对在标度尺上有零分度线的仪表，应进行断电回零试验。 3.3.1在仪表测量范围上限通电30s，迅速减小被测量至零，断电15s内，用标度尺长度的百分数表 示，指示器偏离零位分度线不应超过最大允许误差的50%。 3.3.2对功率表还要进行只有电压线路通电，指示器偏离零分度线的试验，其改变量不应超过最大 允许误差的100%。 3.3.3 对电阻表偏离零位没有要求。 3.4 位置影响
万用表内阻测量
研究万用表内阻与量程的关系 摘要：本文通过对万用表量程内阻的测量结果的分析，阐述了万用表内阻与量程的关系，以便在实际使用中提高测量结果的准确度。 关键词：万用表；量程；内阻；测量 Research the Relatingship Between Multimeter Internal Resistance and Ranges Abstract:Through the analysis of measurement results of the multimeter measuring internal resistance,this article elaborates the relationship between multimeter internal resistance and ranges,which could improve the accuracy of mearsuring while using. Key Words:multimeter;measure range;internal resistance; measurement 0 引 言 在电压、电流等电路参数的测量中，万用表是常用的测量工具。电压表在测量电路中某 两节点的电压时应与该两点并联，电流表在测量某一支路电流时与该路串联。为了准确地测出电路中的实际电压，电流，必须保证万用表接入电路后不改变原电路的状态，但是实际的万用表都不能满足上述要求，它们都有一定的内阻，会造成测量误差。因此，熟悉万用表的内阻对提高测量结果的准确度有着重要意义。 1 实 验 原 理 本实验测量电流采用“分流法”。如图1.1所示，图中R A 为被测电流表的内阻。R 为可调 电阻箱，K 为开关,R S 为保护电阻。 测量时先打开K,调节电源输出电压使电流指针满偏，然后保持电源的输出电压不变，并闭合开关K,使电流表指针在1/2满偏位置上，这时I ≈I AM (I AM 为电流表满偏时的电流值)。 K 闭合前A S S AM R R U I += ，K 闭合后S A S R R R U I ++=又∵(R A +R)< 半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析 湖北省监利县朱河中学黄尚鹏 摘要：本文从理论上运用严格的数学方法对半偏法测电流表和电压表的内阻实验的系统误差进行了分析，从而给出半偏法测电流表和电压表内阻的实验条件，以供大家参考。 关键词：半偏法系统误差相对误差闭合电路欧姆定律并联分流串联分压 一、半偏法测电流表的内阻实验系统误差分析 半偏法测电流表的内阻实验电路原理图如图1所示，实验操作步骤如下： 图1 第一步：开关、闭合前，将滑动变阻器的阻值调到最大。 第二步：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏。 第三步：保持开关闭合，滑动变阻器不动，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏。 第四步：记下此时电阻箱的阻值，则电流表的内阻。 本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，这样就可近似认为开关闭合前后干路中的总电流是不变的。但事实上，当开关闭合后，干路中的总电流 是变大的，当电流表半偏时，通过电阻箱的电流比通过电流表的电流要大，根据并联分流规律可知，半偏法测出的电流表的内阻要比电流表的实际内阻小。下面笔者从理论上运用严格的数学方法对该实验的系统误差进行分析。 假定电源的电动势为，内阻为，电流表的满偏电流为。 闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律得 （1） 闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及并联分流公式得 （2）联立（1）和（2），消除和得 （3） 由（1）解得，将其代入（3）得（4）由（3）可知，且当，即时，近似成立。 由（4）可知与的相对误差 （5） 由（5）可知，电源的电动势越大，相对误差越小。 结论：用半偏法测电流表的内阻时，测量值比真实值小，为减小实验误差，应使滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，而要做到这一点，必须使用电动势较大的 电流表内阻测量的几种方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数：满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安，为几十到几百欧姆，也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻，根据提供的器材不同，可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻，可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。 一. 半偏法 这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常 测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程 为0－200，内阻约为，实验电路如图1 所示。 操作要点：按图1连好电路，S2断开，S1闭 合，调节变阻器R，使待测电流表G的指针满偏。再将S2也闭合，保持变阻器R 接在电路中的电阻不变，调节电阻箱R’使电流表G的指针半偏。读出电阻箱的示值R’，则可认为。 实验原理与误差分析：认为S2闭合后电路中的总电流近似不变，则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合 后电路中的总电流要变大，所以通过电阻箱的电流要大于，电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差，要保证变阻器接在电路中的阻值，从而使S 2闭合前后电路中的总电流基本不变。R越大，系统误差越小，但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电 动势为8－12V，变阻器的最大阻值为左右。 二. 电流监控法实验中若不具备上述条件，可在电路中加装一监控电流表G’，可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用1.5V干电池，R用阻值为的滑动变阻器，如图2所示。 实验中，先将S2断开，S1接通，调节变阻器R的值，使被测电流表G指针满 偏，记下监控表G’的示值。再接通S2，反复调节变阻器R和电阻箱R’，使G 的指针恰好半偏，而G’的示值不变。这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻 。这样即可避免前法造成的系统误差。 用图2所示电路测量电流表G的内阻，也可不用半偏法。将开关S1、S2均接通，读出被测电流表G的示值、监控表G’的示值、电阻箱的示值R’，则可 根据计算出电流表G的内阻。 三. 代替法 按图3所示连接电路，G为待测电流表，G’为监 测表，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。 先将S2拨至与触点1接通，闭合S1，调节变阻器 R，使监测表G’指针指某一电流值（指针偏转角度大 些为好），记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨 至与触点2接通，保持变阻器R的滑片位置不变，调 节电阻箱R’，使监测表G’ 恢复原来的示值，则可认为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。 用这种方法，要求监测表的示值要适当大一些，这样灵敏度较高，测量误差较小。 四. 电压表法 实验用电压表和电流表测电阻能力测试 基础能力测试 1用 测出电阻两端的电压，用 测通过电阻的电流, 根据公式匸 就可以算出电阻值R,这种常用的测量电阻值的方法 叫做 ?法此实验的原理是 ，根据实验原理知道实验中所 用的测量仪器有 和 . 2?伏安法测电阻实验中，滑动变阻器的作用是 _____________ . 3?伏安法测电阻采用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压和通过的电 流，多次测量求平均值是为了 _______________________ ? 4?在伏安法测电阻连接实验电路时，开关应处于 ______________ 状态，滑动变阻 器的滑片应位于 _________ 的一端，这主要是为了避免电路中的 ___________ 过 大，以致于烧坏有关器件. 5?要用伏安法测定一只未知电阻，实验桌上准备的器材有：蓄电池 (6 伏、电流表、电压表、待测电阻、开关各一只和七根导线. (1为了使测量结果较精确，还需向实验老师借一只 测电阻两端的 _____________ 读取几组电压值和电流值. (2请在下边方框中画出实验电路图. (3某同学实验中记录的部分数据如下表 10: 根据表格中的数据可知：实验中电压表选用了 阻 的阻值约为 ____________ . (江西省中考题 6. 如图8-15所示，某同学用伏安法测小灯泡的电阻，当闭合开关后小灯 泡正常发光，电压表示数正常，但电流表的指针不动，问题可能出现在 A. 电流表已烧坏，导致电路不通 ________ 用于改变待 ________ 的量程；待测电 B. 电流表短路 C. 小灯泡灯座断路 D. 电流表完好，但导线未接牢 El 7. 做电学实验时，如图8-16所示连接电路，闭合开关时，灯泡正常发光，电压表示数正常，但电流表指针不动，这可能是 [] A电流表已烧坏，致使电路不通 B. 电流表完好，但未与导线接牢 C. 灯L的灯座接线短路 D. 电流表接线处碰线 8. 一个灯泡，在室温下用伏安法测一次电阻，在正常工作时再用伏安法 测一次电阻，后一次测得的阻值比前一次测得的阻值大10倍以上，这是 因为 [] A. 实验方法不对 B. 实验的误差 C .导体的电阻跟温度有关系 （武汉市中考题 9. 在实验中常用电压表和电流表来测量电阻R的阻值，一位同学已经按下面的电路图（如图8-17甲所示用笔画线代替导线将实验器材连接起来（如图 8-17乙所示. 电压表电流表内阻问 题 1.某同学复习中用图1甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P 向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源(电压U 恒定，电阻为0)与一个电阻r 的串联(图1乙所示)． 请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r 的实验方案。 可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R 1、R 2(R 1≠R 2）， 导线和开关若干，一节旧干电池。 要求R 1、R 2在同一电路中不能同时工作。请完成： (1)面出实验电路图； (2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： (3)写出电阻r 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。 2.用电压表和电流表可以测未知导体R 的电阻值，即伏安法测电阻，图甲为小白设计的一种测量方案的原理图。 图甲 图乙 图1 (1） 根据电路图，在图丙中用笔画线代替导线连接实物图。 (2）某次实验时电压表和电流表的读数如图乙所示，电流表的读数为 ，电压表的读数 为 ，测得的电阻值为________。 (3）如果考虑到电流表的电阻不为零，则用该测量方案测出的结果必然存在误 差。请你分析说明用这种实验方案测量出来的电阻值会比电阻的真实值偏大或偏小？已知电流表的内阻R A 为1 Ω，要求用此方案测出的电阻值与真实值间的差异不大于真实值的1%，则对待测电阻的真实值R X 要求是什么？ 3.如图所示，电压表和电流表的读数分别为UV 和IA ，电压表内阻为R V Ω，那么待测电阻Rx 的测量值比真实值 ，测量值为 Ω，真实值为 Ω． 4.常用的电流表和电压表都是由小量程的电流计G 改装而成的，如图是一个量程为0～3mA 的电流计G ，电阻Rg=10Ω （1）若将该电流计改装成一个0～3V 的电压表，应怎样改装，先画出电路图，并进行计算应连入多大的电阻． （2）若将该电流计改装成一个0～0.6A 的电流表，怎样改装，画出电路图，并算出连入的电阻值． （3）试推导，改装后的电表的刻度盘仍然是均匀的． + -0.6 3 A 3 15 V B D A C P 图丙 - + 用电压表和电流表测电阻实验报告（人教版） 1、实验目的：_______________________________________________________ 2、实验器材：__________、__________、__________、__________、__________、 __________、_________________。 3、实验电路图：(如右图所示) 4、实验原理：______________________ 5、实验注意事项： 压表都应处于最大量程，滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态，开关应断开。 ②连接完毕，能够试触一下，闭合开关，如发现指针摆动过大，指针反向偏转等情况，应立即断开电源，避免损坏电表。 ③用滑动变阻器改变电路中电流时，电表的量程要恰当，选择电表的量程过大，指针偏转过小，会影响读数的精确度，电表每次的读数相差要尽量大些，以减小实验误差。 ④数据处理可采用计算法，即根据每一组的电压和电流强度值，根据R U I 计算电阻 值，再取平均值。 6、实验步骤： A．按电路图连接线，此时电键应处于断开状态，且让滑动变阻器，处于最大电阻值。 B．估算或用试触确定所选伏特表和安培表量程是否恰当，若不当，则调整。 C．检查电路无误后，接通电路，开始实验。 D．闭合开关，观察和记录安培表，伏特表的示数填入下面表格中（或自己设计表格）。 E．改变滑动变阻器滑动片的位置，重复步骤D，并根据欧姆定律计算出三次测量的 平均值。 数据 次数 U（伏）I（安）Rx(欧) Rx的平均值(欧) 1 2 3 （3）计算出Rx的三次阻值，求出Rx的平均值。Rx=(Rx1+Rx2+Rx3)/3 7、实验结果：Rx=(R1+R2+R3)/3＝_______________________=________欧姆 8、整理器材：实验完毕要整理好仪器。 ☆☆☆(实验要求：积极动手，按要求操作，记录数据、计算结果要实事求是。实 验完毕后，将导线取下捆成一捆，并将仪器排放整齐。) ☆☆☆ 1.★串联、并联电路的特点： 在使用欧姆定律对电路实行判定和计算时必须要充分利用串联，并联电路的特点。 1、串联电路的特点： ⑴在串联电路中，电流强度处处相等 用公式写出为I总＝I1＝I2＝I3＝…… ⑵在串联电路中，总电压等于各段电压之和 2016高考实验专题三：半偏法测电流表和电压表的内阻 一、半偏法测电流的内阻 1、实验电路图：如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路． 2、实验步骤： ①先断开开关S2，闭合开关S1，调节R1使电流表指针满偏． ②保持R1不变，闭合开关S2，调节Ｒ2，使电流表的指针处于半偏状态，则电流表的内 阻R g=Ｒ2． 3、实验条件：①滑动变阻器R1的阻值远大于电流表 的内阻，②选用电动势较大的电源 4、实验误差：R测 假定电源的电动势为，内阻为，电压表的满偏电压为。当，开关闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏时，根据闭合电路欧姆定律 得,其中（1） 调节电阻箱的阻值，使电压表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及串联分压公式得 （2）方法一： 联立（1）和（2），消除和得 （3） 显然，且与的相对误差 测电流表电阻的几种方法 一、伏安法 在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法（“加R”法又叫“加保护电阻”法）就应运而生。设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 1.某电流表的内阻在0．1～0．2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下： A．待测电流表A1（量程0．6A）B．电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ） C．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）D．定值电阻R2（阻值5Ω） E．电源E（电动势4V）F．开关S及导线若干 （1）画出实验电路图； （2）若测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为RA＝_________。 二、“安安”法 “安安”法是利用两块电流表（安培表）测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 2.从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。器材（代号）与规格如下： 电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40Ω）；电流表A2，量程500μA，内阻r2＝750Ω；电压表V，量程10V，内阻r2＝10kΩ；电阻R1，电阻约为100Ω； 滑动变阻器R2，总阻值约50Ω；电池E，电动势1．5V，内阻很小； 开关S，导线若干。 （1）画出实验电路图，标明所用器材的代号。 （2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1＝__________，式中各符号的意义是__________。 3.、实验室中现有器材如实物图1所示，有： 电池E，电动势约10V，内阻约1Ω； 电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω； 电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω； 电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω； 电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变 量为0.1Ω； 滑线变阻器R2，最大阻值100Ω； 开关S；导线若干。 实验：用电压表和电流表测电阻 教学目标 知识目标 1.通过实验使学生会用伏安法测电阻的方法. 2.使学生进一步掌握正确使用电压表和电流表的方法. 能力目标 培养学生的实验技能，提高学生的实验素质. 情感目标 培养学生实事求是科学态度和团结协作的集体观点. 教学建议 教材分析 用伏安法测电阻是电学中的一种基本测量，属欧姆定律变换式的具体应用，对于加深欧姆定律和电阻概念有重要作用，同时又给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会，有利于提高学生动手操作能力，根据课题设计实验电路图，掌握正确的操作顺序是本节的重点，根据电路图进行实物接线并且排除接线过程中出现的种种故障是难点所在. 教法建议 本节拟采用先讨论，后设计方案，再进行实验的方法进行学习. 考虑到中学生的思维特点，由浅入深地加以引导，循序渐进 地提出下面的几个问题： (1)怎样用电压表、电流表测电阻的值?电路图是什么? (2)需测哪些物理量? (3)怎么算出电阻?这个算出的值有误差吗? (4)怎么减小误差? (5)怎么才会取得多组数据. 按以上思维过程，学生很容易想到用变用器去改变待测电阻中通过的电流及待测电阻两端的电压，变阻器也就呼之欲出了，突出了变阻器在此实验中的中心作用. 教学设计方案 导入新课 1.检查学生完成预习作业情况并按下面的实验报告加以纠正. 实验目的用电压表、电流表测电阻. 实验原理变形 实验器材学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、单刀开关各一个，导线若干. 实验电路图 实验步骤 (1)按电路图连接电路. (2)检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的读数，填入下面的表格中. 电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻 【实验目的】测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】 1、 实验原理；根据闭合电路的欧姆定律，其方法有： ①如图1所示，改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几 组U ，I 值。 1 2 ②为减小误差，至少测出6组U ，I 值，且变化范围要大些，然后在U －I 图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出E 、r ，如图2所示。 2．实验器材：被测电池（干电池）；电流表；电压表；滑动变阻器；电键和导线等． 3．实验步骤： （1）确定电流表、电压表的量程，按图1所示电路把器材连接好； （2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大； （3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I 、U 值； （4）断开电键，整理好器材； （5）数据处理：用原理中方法计算或在U —I 图中找出E 、r ． 【注意事项】 1．使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将I 调得过大，每次读完U 、I 读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E 、r 明显变化． 2．在画U －I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差． 3．实验误差的来源与分析 （1）每次读完电表示数没有立即断电，造成E 、r 变化； （2）测量电路存在系统误差，I 真＝I 测十I v ，末考虑伏特表分流． 【典型例题】 例 1 现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求： （1）画出实验电路图． （2）简要写出完成接线实验步骤。 （3）写出用测得的量，电源内阻的表达式r ＝________________。 例2 (上海)某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：半偏法测电表内阻
电流表内阻测量的几种方法
实验用电压表和电流表测电阻能力测试.
电压表电流表内阻问题教学教材
用电压表和电流表测电阻实验报告
半偏法测电流表和电压表的内阻
测电流表电的几种方法
实验：用电压表和电流表测电阻
__用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻正式版