高中物理电表问题

高中物理电表问题总汇一、 电表、电表的改装 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:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。

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+R3.的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量 的电流表时，应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ，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：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。

二、滑动变阻器的两种接法 1.限流接法 如图2所示。

用电器Rx 的电压调节范围：电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原则：①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。

()g gg g U U U I R R U U R Ug -==-=GRIU gU GRIg U-UgRI-I g U G RIRG+－RE r红表笔 黑表笔RxG+－RE r红表笔黑表笔 图1(0)x ERxU E r Rx R ≤≤=+RP aS E图2②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。

③两种方法都满足时优先选用限流接法。

2.分压接法 如图3所示①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。

②开关闭合前，P 应在a 端。

分压接法的选用原则：①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。

②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。

③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。

三、电阻的测量1.伏安法测电阻 （1）原理：部分电路的欧姆定律。

（2）电流表外接法，如图4所示。

误差分析：适用时。

（3）电流表内接法，如图5所示。

误差分析：产生误差的原因：电流表A 分压。

适用于测大阻值电阻，即Rx 远大于R A时。

（4）内、外接法的选用原则 ①计算临界电阻：若Rx>R 0若Rx<R 0即大电阻，内接法；小电阻，外接法。

大内小外。

②试触法确定内外接法：在不知道R V 、R A 、R X 的大致值时，可用试触法，如图6所示触头分别接触a 、b 两点：若V 变化大，说明A 分压大，应用外接法；若A 变化大说明V 分流大，应用内接法。

例1：某同学欲测一电阻Rx 的阻值（约为300Ω）可供选择的仪器有：电流表A1，量程10mA;电流表A 2，量程0.6A;电压表V 1，量程3V;电压表V 2，量程15V ；电源电动势为4.5V 。

请同学们按图接好电路，闭合S 1后，把开关S 2拨至a 时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S 2拨至b 时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为（ ）所选电流表的量程为（）Rx 的测量值为（ ）。

2.安安法测电阻若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用. （1）如图7所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A 1的内阻R 1，则可测得A 2的内阻R 2=I 1R 1/I 2.（2）如图8所示，当两电表的满偏U A2》U A1时，A 1串联一电阻R 1，同样则可测得R 2的内阻R 2=I 1（R 1+R 0)/I 2. 3.伏伏法测电阻若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。

V V X VA V X A VU R R U R R I R R I I =∠+-测真＝＝V VAX A A AU U U R R R R I I -=+>测真＝＝R 0R =1（1）如图9所示，当两电表的满偏电流接近时，如果已知V 1的内阻RR 2=U 2R 1/U 1.（2）如图10所示，当两电表的满偏电流I V2》I V1时，V 1并联一电阻R 阻为4.电阻箱或定值电阻当电表用 （1）电阻箱作电压表用，如图11所示：可测得电流表A 2的内阻R 2＝（I 1-I 2)R/I 2图中电阻箱R可测得电压为（I 1-I 2)R （2）电阻箱作电流表用如图12所示，若已知R 及R V,则测得干路电流为：5.比较法测电阻如图13所示，值及A 1表、A 2可得Rx=I 2R 1/I 1.若考虑电表内阻的影响，则：I 1(Rx+R A1)=I 2(R 1+R A2) 6.替代法测电阻如图14所示，①S 接1，调节R 2，读出电流表示数为I ； ②S 接2，保持R 2不变，调节电阻箱R 1，使电流表示数也为I 。

由上可得：R X =R 1该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响，缺点是电阻箱内阻不可以连续调节。

7.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 0 ③由上得R A =R注意：当R 0》R A 时，测量误差小，此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。

电源电动势宜大一些。

（2）半偏法测电压表内阻方法一：如图17所示，测电压表V 的内阻：①闭合S,将电阻箱R 的电阻调到R 1时，测得电压表示数为U 1； ②调节电阻箱阻值为R 2，使电压表V 的示数为U 1/2； 由上可得R V =R 2-2R 1方法二：如图18所示，测电压表V 的内阻：①将滑动变阻器的画片P 滑到最右端，电阻箱R 的阻值调到最大；221110U R U U R R =+VU UI R R =+0E r=0②闭合S 1、S 2，调节R 0，使电压表示数指到满刻度；③打开S 2，保持R 0不变，调节R ，使电压表示数指到满刻度的一半； ④由上可得R V =R8.欧姆表测电阻，如图19所示： ①机械调零 ②选档 ③欧姆调零 ④测电阻Rx. ⑤改换档位 ⑥重新欧姆调零⑦测电阻注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表盘刻度的1/3～2/3的部分，否则需换挡，换挡后需重新欧姆调零。

9.消除电表内阻对测量结果的影响 例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不论电表内接还是外接都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如图所示，完成下列实验步骤并写出待测电阻Rx 的表达式。

①先将S 1闭合。

②将S 2与1闭合，调节R ，读出电压表读数U 1，安培表读数I 1③———————————————————— ④根据上述测量结果，算出Rx ＝——————— 四、实物图连线要求：导线不能有交叉、分支，导线必须接在接线柱上；电表的正负极与电源的正负极不能接错。

例5.为了测量一个“12V 、5W ”的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源：12V ，内阻不计；电流表：0~0.6A ，0~3A ，内阻可忽略； 电压表：0~3V ，0~15V ，内阻很大；滑动变阻器；阻值范围0~20Ω，允许最大电流1A ； 开关一个，导线若干。

实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V 调到12V.① 请在右框中画出实验电路图.②按画出的电路图，在下面图3的实物图上连接.③某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。

某次测量时，电流表指针位置如图5所示，电流表读数为 A ，此时小灯泡的实际功率为 W 。

练习：1.现有器材：电压表（量程3V ，内阻约几千欧），电压表（量程15V ，内阻约几十千欧），定值电阻（3.0kW ），滑动变阻器R （0～1750W ），直流电源（约6V ，内阻不计），开关、导线若干，要求利用这些器材测量电压表的电阻值．（1）在方框中画出实验电路图（2）用已知量和直接测得量表示的电压表内阻的表达 式为r ＝________．式中各直接测得量的意义是： 2.用伏安法测定一个阻值约1k Ω的电阻，要求测量结果尽量准确． （1）下列器材中应选用的是＿＿＿＿＿＿＿＿．（用字母代号表示）练习1图R 1R x2 AVS 2R 01S 1R 0RS 2V图18G+－RE r红表笔黑表笔欧姆调零G+－RE r红表笔黑表笔Rx测电阻图19A ．电池组（6V ，内阻很小）B ．电流表（0—10mA ，内阻10Ω）C ．电流表（0—1mA ，内阻100Ω）D ．电压表（0—3V ，内阻5k Ω）E ．电压表（0—6V ，内阻10k Ω）F ．滑动变阻器（0—20Ω，1A ）G ．滑动变阻器（0—200Ω，0.3A ） H ．开关、导线（2）在方框中画出实验电路图。

（3）将实物连接成实验电路。

3.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用的仪器有：电源E （电动势6V ，内阻不计）；额定电压4.0V 的小灯泡L ；电流表A （量程0.6A ，内阻约2Ω）；电压表表V （量程5V ，内阻约15k Ω）；滑动变阻器R （最大阻值15Ω）；开关S ，导线若干。

实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调。

I ．在做实验时，连成的实物电路图如下： 请你指出上述实验电路图中的错误之处： ① ——————————————————— ② ——————————————————请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。

如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I —U 图象。

图象是一条曲线而不是直线的原因是 ；从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。

4．使用万用电表欧姆挡测电阻时：①测量前应检查指针是否停在“”刻度线的“∞”处；②每一次换档位，都要重新进行一次“欧姆调零”； ③在外电路，电流是从黑表笔流经被测电阻到红表笔的。