实验14把电流表改装成电压表

图1图2图1图2实验十五把电流表改装成电压表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。实验原理电流表。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。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UA产I；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)。里至于电表刻度盘，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)/R自倍，即得到改装后电压表的表盘。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。实验步骤用半偏法测电阻按图3所示连接电路。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，然后闭合电键椿，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I/2刻度处，记下此时电阻箱的g阻值R，则Rg=R。 图3电流表改装为电压表 、计算分压电阻R］的值：将量程U量、满偏电流Ig、电流表内阻R/弋入Ug=Ig

（弓+&）,即可计算出分压电阻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。校对电压表（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量一U准）/U准X100%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。闭合电建前应检查变阻器触头是否正确。校对改装后的电压表时，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Rg时，由于闭合电建S2后，电路的总电阻减小，使十路电流大于电流表的满偏电流/g，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VRg。例题 § '则'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：合上开关椿，调整R的阻值，使电流表指针偏转满刻度；断开S］，记下R'的阻值；

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;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调整全。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TOC\o"1-5"\h\z例2用半偏法测电流表。内阻Rg，如图6所示，将下列 O说法中正确的选出来（）. 一^亨“—开关S1接通前，R必须调节到高阻值处； ’弋X」:开关S2接通后，R的阻值无需调节； 」一||——W，——」当电流表示数从满偏电流Ig调到半偏电流IJ2时，R， 图61中电流稍大于I/2； § §gR阻值的大小，对实验误差没有影响。分析：半偏法的步骤是：①闭合S1，调节R，使。达到满偏；②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R>>Rg，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：①是实验条件所需；②是闭合S后，避免④的示数超过满偏，烧坏电流表.由于R>>R'+Rg，闭合S2后，。的示数为Ig/2,R，的电流比Ig/2略大，故可认为R产R.例3、电压表由电流表®与电阻R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（）.在R上串联一比R小得多的电阻；在R上串联一比R大得多的电阻；在R上并联一比R小得多的电阻；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，它们的量程分别为5V，15V，为了测量15V〜20V的电压，把甲、乙串联使用，则两表的( )读数相同 B.指针偏转角度相同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9(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：IU-UIUIU-UIU真x100%=I6-5.9I6x100%=1.67%.例6、一量程为100四A的电流表，内阻为100Q，现串联一个9900Q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.

解：根据R= g―g，有IgU=IR+1R=10TX(100+9900)V=1V此时指针所表示的电压为0.8V同步练习如图11所示是电阻箱的面板示意图，下列说法正确的是（）•该电阻箱的最大电阻为99999.9Q；除“0”以外，该电阻箱的最小阻值为0.1Q；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20463.9Q；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204639Q。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：合上S1；合上S2；将R的阻值调到最大；调节R，使电流表指针偏到满刻度；记下R，的阻值；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600Q，则电流表的内阻Rg的测量值为 Q.用“半偏法”测电流表的内阻时，备用的器材有：A.电流表（量程0〜100四A） B.标准电压表（量程0〜5V）C.电阻箱（阻值范围0〜9999Q）D.电阻箱（阻值范围0〜99999Q）E.电源（电动势2V，有内阻） F.电源（电动势6V，有内阻）滑动变阻器（阻值范围0〜50Q，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.现有一块59C2型的小量程电流表。（表头），满偏电流为50四A，内阻约为800〜850Q，把它改装成1^A、10四A的两量程电流表。

可供选择的器材有:滑动变阻器&，最大阻值20Q；电阻箱R,最大阻值9999Q电池可供选择的器材有:滑动变阻器&，最大阻值20Q；电阻箱R,最大阻值9999Q电池E1，电动势1.5V；电池E2,电位器夫2，最大阻值100kQ定值电阻乌，阻值1kQ；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1.5mA；单刀单掷开关S］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；选图12用的电池为 （2）将Q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