实验把电流表改装为电压表

1、十一 实验：把电流表改装为电压表【要点导学】1 电压表是由灵敏电流表串联一定的分压电阻所组成。为了计算分压电阻需要测定电流表的两个基本参数，即 禾口。2 用串联分压的原理来改装电压表，扩大量程。串联的电阻大小根据所分担的电压 来计算即矗=(U-lgRg) /lg。3“半偏法”测电流表内阻图 14 11 1因为电流表 G的满偏电流都很小(常见的如 50卩A 100卩A、 300卩A,实验室用的大型电流表为 2mA,所以，一般测电阻的方法对 它不适用。半偏法测电流表内阻的电路如图1411 1所示，R是电位器，R'是电阻箱实验时先合上电键 S1,调节R使电流表指针满偏， 保持R不变，再合上电

2、键 S,调节电阻箱 R的阻值，使电流表指针偏 转到满刻度的一半，在R>>R的条件下，可认为 Rg=R。4.改装电压表根据lg、Rg和要求改装后电压表得量程U计算串联电阻：R串=(U-lgRg) /lg，选择电阻箱上的阻值为 R串，把电流表和该电阻箱串联，就做成了量程为U的电压表。此时电流表的刻度就是电压表的刻度了，满偏电流lg代表电压U,刻度是均匀的。考虑到学生用电阻箱最大阻值只有 9999 Q,用J0415型微安表宜改装成为量程2V,用J0409型电流表图 1411 2宜改装成量程3V。5 与标准电压表校对将改装后的电压表与标准电压表进行校对时的电路如图14112所示，应注意：(

3、1) 改装后的电压表与标准表并联；(2) 滑动变阻器连接成分压式，以便于将改装后的电压表与标准 电压表从0到满刻度逐一进行校对。(3 )算出改装电压表满刻度的误差，其数值等于改装表的满偏读数值U'跟标准电压表上的读数值 U之差与标准电压表读数之比，即百分误差为： I U' -U I / UX 100%。当改装表的最大指示值不准时，调它的分压电阻R来校准。但另外的点仍不准，这是电流表G或电压表V的线性不良造成的。6 .注意事项(1 )实验中当R>1OOR时，即可用R 代替R®这时相对误差不大于1 %。(2)测电流表内阻时，在 S闭合前，应将F调到最大，以免烧坏电流

4、表。(3 )测电流表内阻时，在 $闭合后，不能再调节 R,否则将改变电路的总电流，影响 实验的精确度。【范例精析】例1 一个分压电阻为R1串联到电压表上，使电压表的量程扩大为原来的n倍，另一个分压电阻M串联到同一电压表上， 量程扩大到原来的 m倍 如果把这两个电阻并联之后再串 联到电压表上，此时电压表的量程扩大了几倍？1百度文库kUA的内阻=nU=mUk 1图 1411 4图 14 11 5I (R+Rz)I (R2+RV)R1、R2并联后再串联到电压表上时，有FV，原来的量程为U,满偏电流为I，则有解析 设原电压表的内阻为U=IR/串联上分压电阻R时，有： 串联上分压电阻Rz时，有：由以上方

5、程可解得：k 讪 1m n 2拓展 本题主要考查电压表的改装，涉及的知识点是串联电阻的分压原理。解题过程中要弄清楚电压表量程的扩大与串联电阻之间的内在联系。例2 (2001年江苏、浙江高考题)实验室中现有器材如实物图14 11 3所示，有：电池E,电动势约10V,内阻约1 Q;电流表A,量程10A，内阻n约为0.2 Q;电流表 A, 量程300mA内阻rz约为5 Q;电流表 A，量程250mA内阻 心约为5Q;电阻箱R,最大 阻值999.9 Q,阻值最小改变量为 0.1 Q;滑线变阻器 F2,最大阻值100 Q;开关S;导线 若干。要求用图1411 4所示的电路测定图中电流表(m-1)R1R2

6、R1R2把 I=2 代入得：R= (n-1) R/, R= RV強RV图 14 11 3(1 )在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？(2) 在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。(3) 你要读出的物理量是 。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。解析 本题可以用半偏法测电流表的内阻，将待测的电流表与电阻箱并联，另一个电流表接在总电路里，保持总电流不变，使电阻箱里分掉一半电流 ，则待测电流表的内阻与 电阻箱的阻值相等.由于电流表 A1量程太大，其余表 中显示的电流在 A1表中无法显示，只能测A2、A3表的 内阻。本题的正确答案是：(1) A2和A3；(

7、2) 电路连接如图1411 5 所示(3) 调节R,当A3中的电流是A2中的一半时，2A的内阻r3=R3. 现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为lg=1mA内阻Rg=200Q ,若要将它改装成量程 为5A的电流表，应一个Q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. 4. 某同学将一个小量程电流表改装成 3V的电压表，将改装的电压表与标准电压表并 联后接入电路，当标准表的示数为 3V时，改装表的示数为2.85V，则该同学改装的电压表的 满刻度百分误差是 . 用半偏法测得的电流表的内阻与真实值相比是()A. 偏大B. 偏小 C. 相等 D. 有时偏大，有时

8、偏小 两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别是5V、15V,为了测量15V 20V的电压，把甲、乙串联起来使用，则下列说法正确的是()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.指针偏转的角度正比于表的内阻7. 一伏特计由电流表G与电阻R串联而成，若在使用中发现此伏特表的读数总比准确值 稍小一些，采用下列哪些措施可能加以改进？(A. 在R上串联一个比R小得多的电阻B. 在R上串联一个比R大得多的电阻 C. 在R上并联一个比R小得多的电阻D. 在R上并联一个比R大得多的电阻 &如图1411 6所示，为一个实用电压表、电流表两用电表的电路图，其中表头的内

9、阻是100Q,满偏电流是1mA当双 刀开关打开时，该电表是 ;当开关合上时，该电表是;如果要使电压表的量程为 10V，电流表的量程为1A，则电阻 R=Q，R2=Q . .将量程为100卩A,内阻为500 Q的电流表改装成量程为10mA的电流表，并用一个标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准。改装和校准所用的器材如图1411 7所示。(1)将电流表与电阻箱应并联组成改装表，电阻箱应取多大的阻值？；或者直接读出两电流表的电流12、|3以及R1，贝y r3= ( |2-|3)Rl/|3。拓展本题是一道综合性试题，涉及的知识有电表的选择、实物图的连接、测量电表内阻的方法等。本题测量电表内阻的方法

10、是“半偏法”测电阻的变通应用，利用A3和R1两端电压相等的规律，由通过两者的电流大小得到A3的电阻大小。【能力训练】1 用半偏法测电阻时，可变电阻R既可以用电位器，也可以用电阻箱，而可变电阻R只能用电阻箱，其原因是 .图 1411 62. 用半偏法测电阻时，在调节电流表指针半偏时，要保持R的阻值不变，其原因是（2）在实物图上连线，使之成为改装表校准电路。（要求通过电流表的电流从 0连续调到10mA为防止电流过大损坏电表，串联上一个固定阻值的保护电阻）申殂稍林准电训表图 14 11 7ffi护电阻10.某电压表的内阻在20k Q-50k Q之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：A.待