电压表和电流表 伏安法测电阻 人教版(理科)

1、电压表和电流表 伏安法测电阻【学习目标】1了解小量程电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压2理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算3理解伏安法测电阻的原理及内接法和外接法的区别【基础知识概述】1小量程的电流表G(又称表头)(1)主要部分：永久磁铁和可转动的线圈(2)工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过线圈的电流成正比(3)表头的三个主要参数：内阻：小量程电流表G的电阻满偏电流：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流满偏电压：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压由欧姆定律可知：说明：一般比较小，若通过电流表的电

2、流大于，电流表很容易烧坏在图14-7-1中表头G的两端加上满偏电压时，通过表头G的电流为满偏电流，此时指针指在最大刻度处2电流表改装成电压表(1)电流表改装电压表的原理：将电流表的示数根据欧姆定律换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程很小如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图14-7-2所示(2)分压电阻的计算：由串联电路的特点解得：电压扩大量程的倍数，3把小量程的电流表改装成大量程的电流表(1)电流表改装的原理：给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程，如图14-7-3所示(2)分流电

3、阻的计算：由并联电路的特点解得：电流扩大量程的倍数，4需要注意的几个问题(1)选用电流表、电压表时，应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小，以减少误差(2)电流表并联电阻后，内阻很小，串联在电路中时，可作短路处理；电流表串联电阻后，内阻很大，当电压表并联在电路中时，可看成断路这两种情况均可看成电表对电路无影响，即把表视为理想的电表(3)当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时)，电流表看成一个小电阻，其示数为流过此电阻的电流，电压表看成一个大电阻，其示数为此电阻两端的电压(4)电流表与

4、电压表的读数为满刻度的2/3左右时，读数较准确5电阻的测量(1)伏安法原理：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，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，即伏安法测电阻的两种电路如图14-7-4(a)所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”；如图14-7-4(b)所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”伏安法测电阻的误差分析图14-7-4中，R为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差a电流表内接法电压表示数电流表示数，测量值偏大，适于测量大阻值电阻说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小所以该电路适

5、合测量大电阻，即b电流表外接法电压表示数电流表示数，测量值偏小，适于测量小阻值电阻说明：误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻，即伏安法测电阻电路选择a定量判定法若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则当时，选用电流表内接法当时，选用电流表外接法当时，选用电流表两种接法都可以b试触法若不知的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图14-7-5所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量若电

6、压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用强，即是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a处测量(2)欧姆表(略)(见实验十二)【经典例题精讲】例1 (2000北京朝阳测试)一个电压表由表头G与电阻R串联而成，如图14-7-6所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进( )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大得多的电阻分析：题中明确指出此电压表的读数总比准确值稍小，说明在电压表两端所加电压一定的情况下，电压表支路中的电流总是偏小校正的方法是适当减小电压表的内阻，而表头的内阻是确

7、定的，所以只有适当减小分压电阻R在R上串联电阻是不行的并联一个电阻时，由于并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，可见不能并联小电阻，否则分压电阻的改变会很多，误差会更大，所以选项D正确答案：D例2 (2002上海模拟)有一只量程为1mA的电流表，刻度盘共有50格，若给它并联一个的电阻，则可将它改装成一个量程为1 A的电流表若要把这个量程为1mA的电流表改装成一个量程为10V的电压表，应在电流表上串接一个_的电阻将这个电压表接在某段电路上，指针偏转40格，这段电路两端的电压是_V分析：将电流表并联一分流电阻，可改装成一较大量程的电流表，设量程为I，则得将电流表改装成电压表，则需串联一分压电阻设为

8、R，则，得当电压表指针偏转40格，即时，表明这段电阻两端电压答案：9990 8例3 (2002南京测试)一个电流一电压两用表的电路如图14-7-7所示，小量程电流表G的量程是0.001A，内阻是100，两个电阻的阻值是，问：(1)双刀双掷开关接到哪边是电流表，接到哪边是电压表？(2)电流表、电压表的量程各是多大？分析：根据电流表需并联一个分流电阻，电压表需串联一个分压电阻的道理，即可确定开关位置，算出量程解：(1)开关接到c、d上是电流表；接到a、b上是电压表(2)当开关接到c、d上时，电阻与小量程电流表G并联，原电路可简化如图14-7-8所示小量程电流表满偏时，通过电阻的电流为：所以作为电流

9、表时的量程为当开关接到a、b上时，电阻与小量程电流表G串联，原电路可简化如图14-7-9所示小量程电流表满偏时，加在小量程电流表和电阻上的总电压为：所以作为电压表时的量程为10V例4 (2000北京西城模拟)一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图14-7-10(a)(b)两种电路各测一次，用(a)图所测数据为3.0 V，3.0mA，用(b)图测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用_图测得的误差较小，测量值分析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的，电流的变化量为原电流的，说明电压的变化远小于电流的变化解：比较两次测量的数据，电压表的变化较小，

10、说明电流表分压不明显，即电流表内阻所以采用(a)图测量时误差较小，且评注：待测电阻的大小是相对的，当，即认为是大电阻，这时电流表与串联时分压很小，故采用内接法时误差较小而当时，即认为是小电阻，这时电压表与并联时分流很小，故采用外接法误差较小例5 (2002潍坊模拟)用伏安法测电阻时采用图14-7-ll(a)和(b)两种线路当用图(a)测量时，电压表和电流表的示数分别为、；当用图(b)测量时，电压表和电流表的示数分别为、设电源的内阻不计，求被测电阻R的准确值分析：电源内阻不计，表示电源两端的电压恒定(恒压源)，因此由图(a)中电压表示数可得电源电动势，结合图(b)中两表示数可算出电流表内阻，再由

11、图(a)即可算出被测电阻R的准确值解：电源电动势根据图(b)中两表示数，得电流表的内阻：根据图(a)中两表示数，得被测电阻R与电流表的串联总电阻，所以被测电阻评注：审题时注意题中的暗示：电源电动势等于，电流表、电压表不是理想电表解题时分析清楚不变量和变量，再根据不同的电路特点，列方程组计算例6 (1996全国高考)在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，使用滑动变阻器的总电阻为50选择能够减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图14-7-12所示(1)根据各点表示的数据描出IU图线，由此求出该电阻的阻值(保留两位有效数字)(2

12、)画出此实验的电路原理图分析：(1)舍去不合理的点直线如图14-7-13，其斜率的倒数即为被测电阻的阻值在IU图象中，(2)因为，电流表接成内接法，电路原理图如图14-7-14说明：描绘IU图线时要让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点均匀分布于直线两侧，个别偏离直线较远的点应舍弃不用求时，可直接在直线上选取离原点O远一些的点，根据其坐标U、I算出，如取U2.4V，I1.0mA的那一点，可求出，且求解时要注意横纵坐标的单位(2)，故满足条件，电流表应采用内接法因滑动变阻器的总电阻R50，远小于待测电阻的阻值，故应采用滑动变阻器分压式电路(若采用限流式，待测电阻上电流和电压的变化很不明显，测

13、量误差较大)由以上分析，可画出实验电路原理图如14-7-14所示例7 (2002青岛测试)用欧姆表测电阻，粗测时用100挡，调零后进行测量，发现指针偏转角度太小为了获得较为准确的测量值，继续测量时的正确做法是_分析：欧姆表测电阻时，指针在刻度中间附近时误差较小粗测时指针偏转角度太小，说明阻值太大，需提高倍率解：正确做法是将选择开关扳到1k挡，重新调零后测量，读出示数乘以倍率，得到较准确的电阻值评注：欧姆表的零刻度在电流满偏刻度处，指针偏转角度小，即示数大要使指针指在刻度中间附近，就要减小示数，则需增大倍率另外，换挡后要重新调零，示数要乘以倍率，都是测量电阻的必要步骤【规律总结】1测定电阻值有不

14、同的方法，伏安法是比较准确的，但电流表的内、外不同接法使电阻的测量带来误差2电压表或电流表在读数时，指针摆到最大偏角的附近读数较准3电表改装后，被改装的电表的表头内阻不会发生变化，允许流过的最大电流也不会发生变化【同步达纲练习】1如图14-7-15所示为一双量程电压表的示意图已知电流表G的量程为0100A，内阻为600，则图中串联的分压电阻，2一个电流表的电阻为0.18，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度现将其最大量程扩大为100A，需_联一个_的电阻，此时刻度盘每个刻度表示_A；新的电流表的内阻为_3一量程为0.6A的电流表，其刻度盘如图14-7-16所示，若此电流表的两端并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的，使其成为一新的电流表，则图示的刻度盘上的每一小格表示_4如图14-7-1