电压表及电流表电路的设计课件

1、电压表及电流表电路的设计电压表和电流表电压表和电流表 电路的设计电路的设计电压表及电流表电路的设计电流表电流表 1. 电流表的构造和工作原理电流表的构造和工作原理:2.电流表的三个参数电流表的三个参数:(1)电流表电流表g的电阻的电阻rg叫做电流表的内阻；叫做电流表的内阻；(2)指针偏转到最大刻度时的电流指针偏转到最大刻度时的电流ig叫做满偏电流；叫做满偏电流；(3)电流表电流表g通过满偏电流时，加在它两端的电压通过满偏电流时，加在它两端的电压ug叫做满偏电压。叫做满偏电压。电压表及电流表电路的设计电流表的改装电流表的改装 1.电流表改装成电压表电流表改装成电压表11gggurrnru电压表内

2、阻电压表内阻 ,由这个式子可知，电压由这个式子可知，电压表量程越大，分压电阻表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大。就越大，其内阻也越大。 vggrr rnr电压表及电流表电路的设计例题例题 已知一个灵敏电流计的满偏电流为已知一个灵敏电流计的满偏电流为300a，内阻，内阻为为200，现将其改装为量程为，现将其改装为量程为3v的电压表：的电压表：应串联一个多大的电阻？应串联一个多大的电阻？当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所测量的电压多大？测量的电压多大？将改装后的电压表接入电路中。已知电源电动将改装后的电压表接入电路中。已知电源电动势为势为3v，内

3、阻为，内阻为1，外电阻，外电阻r=29，则此时电，则此时电压表的读数应为压表的读数应为_v，若改装过程出现误差，若改装过程出现误差，导致电压表的实际读数为导致电压表的实际读数为2.8v，说明串联的电阻，说明串联的电阻偏偏_。（大或者小）。（大或者小）大大电压表及电流表电路的设计(95全国全国7)两个定值电阻两个定值电阻r1、r2串联后接在输出串联后接在输出电压电压u稳定于稳定于12v的直流电源上。有人把一个内的直流电源上。有人把一个内阻不是远大于阻不是远大于r1、r2的电压表接在的电压表接在r1两端两端(如图如图)，电压表的示数为电压表的示数为8v。如果把此电压表改接在。如果把此电压表改接在r

4、2的两端，则电压表的示数将的两端，则电压表的示数将a.小于小于4vb.等于等于4vc.大于大于4v，小于，小于8vd.等于或大于等于或大于8v 例题例题 a电压表及电流表电路的设计电流表的改装电流表的改装 2.小量程电流表改装成大量程的电流表小量程电流表改装成大量程的电流表1ggggi rrriin电流表内阻电流表内阻 ,由这式子可知，电流表由这式子可知，电流表量程越大，分流电阻就量程越大，分流电阻就越小，其内阻也越小。越小，其内阻也越小。 ggagrrrrrrn电压表及电流表电路的设计例题例题 已知一个灵敏电流计的满偏电流为已知一个灵敏电流计的满偏电流为300a，内阻，内阻为为200，现将其

5、改装为量程为，现将其改装为量程为0.6a的电流表：的电流表：应并联一个多大的电阻？应并联一个多大的电阻？当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所测量的电流多大？测量的电流多大？将改装后的电流表接入电路中。已知电源电动将改装后的电流表接入电路中。已知电源电动势为势为3v，内阻为，内阻为1，外电阻，外电阻r=29，则此时电，则此时电流表的读数应为流表的读数应为_a，若改装过程出现误差，若改装过程出现误差，导致电流表的实际读数为导致电流表的实际读数为0.09a，说明并联的电阻，说明并联的电阻偏偏_。（大或者小）。（大或者小）小小电压表及电流表电路的设计例题例题

6、 (98全国全国11)图示的两种电路中，电源相同，图示的两种电路中，电源相同，各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表且不可忽略不计。电流表a1、a2、a3和和a4读出的电流值分别为读出的电流值分别为i1、i2、i3和和i4。下列。下列关系式中正确的是关系式中正确的是a. i1i3 b. i1 i4 c. i22i1 d. i2 i3+i4bd电压表及电流表电路的设计例题例题 (04全国全国23)电动势为电动势为e=12v的电源与一电压的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。如果将一表和一电流表串联成闭合回路。如果将一电阻与电压表并联，则

7、电压表的读数减小电阻与电压表并联，则电压表的读数减小为原来的为原来的1/3，电流表的读数增大为原来的，电流表的读数增大为原来的3倍。求电压表原来的读数。倍。求电压表原来的读数。电压表及电流表电路的设计例题例题 四个相同的小量程电流表四个相同的小量程电流表(表头表头)分别改装成分别改装成两个电流表两个电流表a1、a2和两个电压表和两个电压表v1、v2。已知电流表已知电流表a1的量程大于的量程大于a2的量程，电压的量程，电压表表v1的量程大的量程大v2的量程，改装好后把它们的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则按图示接入电路，则a.电流表电流表a1的读数大于电流表的读数大于电流表a2的读数的读数

8、b.电流表电流表a1的偏转角小于电流表的偏转角小于电流表a2的偏转的偏转角角c.电压表电压表v1的读数小于电压表的读数小于电压表v2的读数的读数d.电压表电压表v1的偏转角的偏转角等于电压表等于电压表v2的偏转角的偏转角ad电压表及电流表电路的设计例题例题 如图所示，如图所示，a1和和a2是两只不同的电流表，是两只不同的电流表，v1和和v2是两只相同的电压表。电流表是两只相同的电压表。电流表a1的的示数是示数是1.4ma，电压表，电压表v1和和v2的示数分别的示数分别是是0.6v和和0.8v，试求：，试求：(1)电流表电流表a2示数；示数；(2)电流表电流表a2的内阻。的内阻。 电压表及电流表

9、电路的设计例题例题 将两个相同的电流计分别与电阻并联后改装成电将两个相同的电流计分别与电阻并联后改装成电流表流表a1(03a)和电流表和电流表a2(00.6a)，现把这两，现把这两个电流表并联接入如图所示的电路中测量电流，个电流表并联接入如图所示的电路中测量电流，当可变电阻当可变电阻r调节为调节为9时，时，a2刚好满偏。问：刚好满偏。问：(1)a2满偏时，另一电流表满偏时，另一电流表a1的示数是多大？的示数是多大？(2)若可变电阻若可变电阻r调节为调节为20时。时。a1刚好半偏。已刚好半偏。已知知a1、a2的内阻很小，求电源电动势和内电阻。的内阻很小，求电源电动势和内电阻。电压表及电流表电路的

10、设计电路的设计电路的设计 1.电学实验的原则：安全、可行、方便、节能。电学实验的原则：安全、可行、方便、节能。(1)安全：实验时，必须保证实验电路各个电学安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、器件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、电源等）及人的安全；电源等）及人的安全；(2)可行：所选择的仪器能使实验正常进行；可行：所选择的仪器能使实验正常进行；(3)方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量被测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的变化比较平缓；的变化比较平缓；(4

11、)节能：节能：电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.测量电路测量电路 ：(1)电路：电路：电流表接在电压表外侧叫电流表接在电压表外侧叫做外接法（图甲），电流做外接法（图甲），电流表接在电压表内侧叫做内表接在电压表内侧叫做内接法（图乙）接法（图乙）(2)误差分析：误差分析：a. 外接法：外接法：r测测 r真真电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 (3) 电路选择电路选择 ：【试触法试触法】未给出未给出rx的估计阻值时用。的估计阻值时用。rvrxxarrvxrr外接法外接法内接法内接法 rarxxarrvxrr如图测电阻如图测电阻r，当电压表的表头，当电压表的表头p从从a点，接

12、到点，接到b点时电压表读数变点时电压表读数变化明显，应用化明显，应用_接法；电流表接法；电流表读数变化明显，应用读数变化明显，应用_接法。接法。电压表及电流表电路的设计例题例题 一个未知电阻一个未知电阻rx无法估计其电阻值，某同学用伏无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是按甲图测得数据是3.0v、3.0ma，按乙图测得数，按乙图测得数据是据是2.9v、4.0ma，由此可知按，由此可知按 图所图所示的电路测量的误差较小，示的电路测量的误差较小， rx的真实值更接近的真实值更接近于于 。思考：思考：rx的真实

13、值大于还是的真实值大于还是小于小于1000 ？若已知电流表？若已知电流表内阻为内阻为0.1，那么，那么rx真实值真实值是是 。电压表及电流表电路的设计例题例题 (06全国全国22)现要测定一个额定电压现要测定一个额定电压4v、额定功率为、额定功率为1.6w的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.14v。现有器材：直流电源现有器材：直流电源e(电动势电动势4.5v、内阻不计、内阻不计)，电压表，电压表v(量程量程4.5v，内阻约为，内阻约为4104)，电流表，电流表a1(量程量程250ma，内阻约为内阻约为2)，电流表，电流表a2(量程为量程为50

14、0ma，内阻约为，内阻约为1)，滑动变阻器滑动变阻器r(最大阻值约为最大阻值约为30)，电键，电键s，导线若干。，导线若干。如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是，下面的电流表是，下面两个电路应该选用的是。两个电路应该选用的是。电压表及电流表电路的设计例题例题 用伏安法测量用伏安法测量rx的电阻，无论是用内接法或外接法测量，的电阻，无论是用内接法或外接法测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案：性学习小组分别设计了以下的实验方案

15、：1.第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一步：将电键第一步：将电键s2接接2，闭合电键，闭合电键s1，调节滑动变阻器，调节滑动变阻器rp和和rw，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数时电压表和电流表的示数u1、i1。 请你写出接着的第二步，并说请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据：明需要记录的数据：_ _；由以上记录的数据计算出被测由以上记录的数据计算出被测电阻电阻rx的表达式为的表达式为rx_；简要分析此实验方案为何能避简要分析此实验方案为何能避免

16、电表内阻引起的实验误差免电表内阻引起的实验误差_。 电压表及电流表电路的设计例题例题 2.第二组同学利用图丁的电路测量，其中第二组同学利用图丁的电路测量，其中r1是电是电阻箱，阻箱，r2=72、r3100。合上。合上s，当，当r1未调至未调至图中所示阻值时，灵敏电流计图中所示阻值时，灵敏电流计g的指针会偏转，的指针会偏转，将将r1调至如图中所示时，灵敏电流计的指针回到调至如图中所示时，灵敏电流计的指针回到零位。零位。在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图；读出图中电阻箱的阻值为读出图中电阻箱的阻值为r1 = ，算出待测电阻，算出待测电阻的值的值rx =_。电

17、压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：（滑动变阻器）：（滑动变阻器）(1)电路：电路：a.限流式接法限流式接法(2)选择原则：选择原则：a.一般情况或者没有特别说明的情况下，由于限一般情况或者没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式；限流连接方式；b. r变变rx 或或 r变变 rx ，要选用限流连接方式。，要选用限流连接方式。注意：闭合开关注意：闭合开关s前，前，p在在b端。端。电压表及电流表电路的设计电路的设计电路的设计 2.控制电路控制电路 ：（滑动变阻器）：（滑动变阻器）(1)

18、电路：电路：b.分压式接法分压式接法(2)选择原则：选择原则：a.负载电阻的阻值负载电阻的阻值rx远大于变阻器的总电阻远大于变阻器的总电阻r，须用分压式电路；须用分压式电路；b.要求测量电路的电压从零开要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据；始或要求测多组数据；c.实验所提供的电压表、实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流均超过所允许的最大电流，在这种情况下，必流均超过所允许的最大电流，在这种情况下，必须采用分压接法。须采用分压接法。电压表

19、及电流表电路的设计实验器材的选择实验器材的选择1. 选择内容：选择内容：器材种类器材种类 器材规格器材规格2. 选择原则选择原则：安全因素安全因素 ；误差因素；误差因素 ；便于操作；便于操作 。3. 选择步骤：选择步骤：依据实验目的确定器材种类；依据实验目的确定器材种类；依据实验原理画出电路图；依据实验原理画出电路图；估算电流和电压最大（小）值，确定电表量估算电流和电压最大（小）值，确定电表量程、变阻器规格。程、变阻器规格。电压表及电流表电路的设计例题例题 欲用伏安法测定一段阻值约为欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的电阻，左右的电阻，要求测量结果尽量准确现备有以下器材：要求测量结果尽量准确现备

20、有以下器材：电池组电池组(3v、1) 电流表电流表(3a、0.0125)电流表电流表(0.6a、0.125) 电压表电压表(3v、3k) 电压表电压表(15v、15k) 滑动变阻器滑动变阻器(20、1a)滑动变阻器滑动变阻器(2000、0.3a) 电键、导线电键、导线上述器材中应选用上述器材中应选用 (填各器材字母代号填各器材字母代号)；实验电路应采用电流表实验电路应采用电流表 接法；接法；为使通过待测金属导线的电流强度能在为使通过待测金属导线的电流强度能在00.5a范围内改变，请按要求画出测量待测金属导范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线电阻线电阻rx的电路图。的电路图。外外电压表及电流表电路的设计例题例题 要用伏安法测定一电阻，阻值约为要用伏安法测定一电阻，阻值约为10，额定功，额定功率率p = 2w，可选用的仪器：，可选用的仪器：电源：电源：e1、干电池、干电池1节节1=1.5v、e2、蓄电池、蓄电池1组组2=6v、e3、直流稳压电源、直流稳压电源1个输出电压个输出电压10v电压表：电压表：v1（010v， 内阻内阻 10k）、）、v2（030v， 内阻内阻30k）电流表：电流表：a1（00.6a， 内阻内阻0.5）、）、a2（03.0a，内阻，内阻0.1）滑动变阻器：滑动变阻器：010开关及导线若干。开关及导线若干