实验15 把电流表改装成电压表

1、实验十五 把电流表改装成电压表（一）实验目的加深对电压表构造的理解，学会把电流表改装成电压表的方法。（二）实验原理图1电流表的电阻Rg叫电流表的内阻，指针指在最大刻度时的电流Ig叫满偏电流，电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压Ug叫满偏电压。由欧姆定律可知Ug=IgRg，如图1所示。图2电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug一般都很小，测量较大电压时要串联一个电阻，把电流表改装成电压表，如图2所示。当流过电流表的电流为I时A、B两端的电压为UAB=I(Rg+R)，即UABI；特别地，当流过电流表的电流达到满偏电流Ig时，电压表两端电压也达到允许最大值，即量程值，故有U量=Ig（Rg+R）。至于

2、电表刻度盘，只需把原来的电流表刻度盘的每一刻度数值扩大为原来的(Rg+R)/ Rg倍，即得到改装后电压表的表盘。（三）实验器材电流表、电阻箱、电源、电键2个、滑动变阻器2个（阻值一个很大，另一个很小）、标准电压表。（四）实验步骤图3（1）按图3所示连接电路。（2）先将变阻器R的触头位置移至最右端，使其连入电路的电阻最大，然后闭合电键S1，移动触头位置，使电流表指针指在满偏刻度处；再闭合S2，改变电阻箱R的阻值，使电流表指针指在Ig/2刻度处，记下此时电阻箱的阻值R，则Rg =R。（1）计算分压电阻R1的值：将量程U量、满偏电流Ig、电流表内阻Rg代入Ug=Ig（Rg+R1）,即可计算出分压电阻

3、R1的值。（2）将分压电阻R1与电流表串联，引出两个接线柱，同时将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。图4（1）按图4所示电路连接。（2）先将触头一到最左端，然后闭合电键，移动触头位置，使改装后的电压表示数从零逐渐增大到量程值。每移动一次记下改装的电压表和标准电压表示数，并计算满刻度时的百分误差：百分误差=(U量U准)/ U准×100%将数据填入表格中。（此表格是以改装量程为3V的电压表为例设计的）（五）注意事项1.半偏法测电流表电阻时，应选择阻值R远大于电流表内阻的变阻器。2.闭合电建前应检查变阻器触头是否正确。压表时，应采用分压式电路，且变阻器阻值应较小。（六）误差分析利用半偏法测电阻

4、Rg时，由于闭合电建S2后，电路的总电阻减小，使干路电流大于电流表的满偏电流Ig，故当电流表半偏时，流过电阻箱的电流大于Ig/2，此时，电阻箱阻值小于Rg，故Rg测Rg。图5例题例1、图5是“半偏法”测电流表内阻Rg的电路图，图中R是_，R是_，正确连接后，实验步骤如下：A合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转满刻度；B断开S1，记下R的阻值；C合上开关S2，调整R和R的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半；D断开S1、S2，将R阻值调到最大。上述_项步骤有错误，应_才正确改正后正确操作步骤的顺序编码为_只有当R比R_时才可认为Rg= R，因为并入R后电路的总电流会变_，故Rg的真

5、实值比R要稍_分析：图中的R应为电位器，R是电阻箱，因为R是为调整满偏，而R是为了调整电流表半偏时读出电阻值步骤C中有错误，R调整至满偏后不能再动，闭合S2后，通过调整R来使达到半偏，这样Rg= R正确顺序应为DACB；只有当R比R小的多时，闭合S2后R的接入对电路的影响才可忽略，从而近似认为Rg= R因为并入R后电路总电阻变小故电流会变大，因此Rg的真实值比R要稍大答案：电位器 电阻箱 C 只调整R的阻值 DACB 小得多 大 大图6例2 用半偏法测电流表内阻Rg，如图6所示，将下列说法中正确的选出来( )A开关S1接通前，R必须调节到高阻值处；B开关S2接通后，R的阻值无需调节；C当电流表

6、示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，R中电流稍大于Ig/2；DR阻值的大小，对实验误差没有影响。分析：半偏法的步骤是：闭合S1，调节R，使达到满偏；闭合S2，调R，使的示数变为Ig/2，此时R的示数等于Rg半偏法的前提是RRg，因而在实验前需将R调到高阻值处，A、B正确由于S2闭合前电流为Ig，闭合S2后，电路中总电阻要变小，因而总电流要比Ig略大，因而C正确答案：A、B、C评注：在S1闭合前R调到高阻值处，目的有两个：是实验条件所需；是闭合S后，避免的示数超过满偏，烧坏电流表由于RRRg，闭合S2后，的示数为Ig/2，R的电流比Ig/2略大，故可认为Rg R例3、电压表由电流表与电阻R

7、串联而成如图7所示，若在使用中发现此电压表的凑数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进( )图7A在R上串联一比R小得多的电阻；B在R上串联比R大得多的电阻；C在R上并联一比R小得多的电阻；D在R上并联一比R大得多的电阻。分析：本题主要考察并联电路分流作用在电表改装上的作用根据题意，在R上并联一个比R大得多的电阻使电流表中的电流稍有增加，这样表示数稍有增大答案：D分析：电流表和电压表指针能够偏转的原因是表中有电流通过，并且所通电流与指针偏转角度成正比该题中电压表读数总是略小一些，说明通过的电流略小，应略微减小电压表内阻，因此选D例4、两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们

8、的量程分别为5V，15V，为了测量15V20V的电压，把甲、乙串联使用，则两表的( )A读数相同B指针偏转角度相同C读数正比于表的内阻D指针偏转角度正比于表的内阻分析：电流表改装成电压表以后，表头的内阻Rg并没有变化，其量程也没有发生变化，两电压表中因电流相同，故两表指针偏转角度相同；而读数是整个电表内阻分压所决定，表盘是改装后的刻度值，故读数正比于表的内阻(表头内阻Rg与分压电阻之和)答案：BC例5、图8是改装成的电压表和标准表校对的电路图，图9是实物图图9图8 (1)按照电路图在实物图上连线(2)在校准中，读得标准表的满刻度读数为6V，而改装表的读数却为5.9V，那么改装的电压表相对于满刻

9、度的百分误差为多少？分析：(1)略(2)改装表相对于满刻度的百分误差为：例6、一量程为100A的电流表，内阻为100，现串联一个9900的电阻将它改装为电压表，该电压表的量程是_V用它来测量电压，表盘指针位置如图10所示，此时电压的大小为_V分析：电流表与一较大阻值的电阻串联即可改装成为一电压表图10解：根据，有此时指针所表示的电压为0.8V图11同步练习1如图11所示是电阻箱的面板示意图，下列说法正确的是( )A该电阻箱的最大电阻为99999.9；B除“0”以外，该电阻箱的最小阻值为0.1；C若面板上各旋钮的位置如图所示，这个电阻箱此时A、B间的阻值是20463.9；D若面板上各旋钮的位置如

10、图所示，这个电阻箱此时A、B间的阻值是204639。2用“半偏法”测电流表的内阻实验中，如实验时要进行的步骤有：A合上S1；B合上S2；C将R的阻值调到最大；D调节R，使电流表指针偏到满刻度；E记下R的阻值；F调节R，使电流表指针偏到满刻度一半。把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填在横线上：_如果在步骤E中所得R的阻值为600，则电流表的内阻Rg的测量值为_3用“半偏法”测电流表的内阻时，备用的器材有：A电流表(量程0100A)B标准电压表(量程05V)C电阻箱(阻值范围09999)D电阻箱(阻值范围099999)E电源(电动势2V，有内阻)F电源(电动势6V，有内阻)G滑动变阻器(阻值范围

11、050，额定电流1.5A)H若干开关和导线如果想得到较高的精确度，在以上备用的器材中，变阻器R应选用_；电阻箱R应选用_；电源应选用_59C2型的小量程电流表（表头），满偏电流为50A，内阻约为800850，把它改装成1A、10A的两量程电流表。可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；电位器R2，最大阻值100k电阻箱R，最大阻值9999定值电阻R0，阻值1 k；图12电池E1，电动势；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻均不计）标准电流表A，满偏电流；单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干。（1）采用如图12所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 _；选用的电池为_ 。（2）将改装成两量程电流表。现有两种备选电路，如图13和图14。图 为合理电路，另一电路不合理的理由是 。图13