第四部分电表的原理、改装及应用
知识要点梳理
知识点一——电表的改装
▲知识梳理
1．电流表（表头）
小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个：
①电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻；
②指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程；
③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压，也叫电压量程。由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2．电压表的改装
电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示。
电压扩大量程的倍数
由串联电路的特点得
解得
即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻
电压表的总电阻。
3．电流表的改装
电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量
程的电流表满偏电流为I，如图所示。
扩大量程的倍数
由并联电路的特点得
所以
即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为
电流表的总电阻。
说明：
①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和；通过电流表的电流和流过表头G的电流不一样。
②电压表的量程是指通过表头的电流达到时加在电压表两端的总电压U；电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏时，通过表头和分流电阻的电流之和。
③由串联分压原理可知：串联的分压电阻越大，电压表的量程越大，由并联分流原理可知，并联的分流电阻越小，电流表的量程越大。
④实际的电压表内阻不是“”，电流表内阻不是零，它们接入电路进行测量时必对原来的电路有影响。这是今后我们要注意的，有时不考虑电表内阻对电路的影响，这是为了研究的方便，认为电压表的内阻是无限大，电流表的内阻为零，这时它们叫做理想电表，是理想化模型。
4．电表的校对
按如图所示的电路对改装成的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。
▲疑难导析
1、理想电表和非理想电表
（1）中学阶段，大多数情况下，电压表和电流表都可看作是理想的，即电压表内阻为无穷大，电流表的内阻为零。这种理想电表连入电路对整个电路是没有影响的。但是在有些情况下，电表并不能看作是理想的（特别是一些实验测量问题），这时的电表既是一个测量的仪表，又是连接在电路中的一个电阻，就好像电流表变成了一个小电阻，只不过这个电阻能显示出流过它的电流；电压表变成了一个大的电阻，它同时可显示出自己两端的电压。
（2）非理想电表对电路的影响：
当电路中存在非理想电压表时，起分流作用，故测量值比真实值偏小；当电路中接入非理想电流表时，起分压作用，故测量值偏小。
2、电表的读数方法
在实验中，测量时要按照有效数字的规律来读数。
测量仪器的读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数。
（1）最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读，如最小刻度是1 mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米。
（2）最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表0.6 A量程，最小分度为0. 02 A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2、...、9；学生用的电压表15 V量程，最小分度为0.5 V，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以电压为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2、 (9)
（3）对欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。为减小读数误差，
指针应指表盘到的部分，否则需换挡，换挡后，需要重新进行欧姆调零。
1：两个定值电阻串联后接在输出电压U恒为12 V
的直流电源上。有人把一个内阻不是远大于的电压表接在
两端（如图)，电压表的示数为8V。如果他把此电压表改接在
两端，则电压表的示数将（）
A．小于4V B．等于4V
C．大于4V小于8V D．等于或大于8V
解析：与并联时，上的电压是4 V，与并联后的电阻比小，此时与分压，显然此时电压表的示数比4V小，答案A正确。
知识点二——电阻的测量——伏安法
▲知识梳理
1．原理
部分电路欧姆定律。
2．两种接法
如图甲所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常称“外接法”；如图乙所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常称“内接法”。
3．误差分析
采用图甲的接法时，由于电压表分流，电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大，因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值，所以测量值比真实值小。电压表内阻比待测电阻大得越多，测量误差越小，因此测量小电阻时应采取这种接法。
采用图乙的接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大，因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值。所以测量的电阻值比真实值大，
待测电阻越大，相对误差越小，因此测量大电阻时应采取这种接法。
4．伏安法的选择
为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：（1）阻值比较法：将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较，若，宜采用电流表外接法；若，宜采用电流表内接法。
（2）临界值法：令，当时，内接法；时，外接法。
（3）实验试探法：按如图接好电路，让电压表的一根接线P先后与B、C处接触一下，如果电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。
▲疑难导析
一、测量电阻的若干方法
1．安安法测电阻
若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。
（1）如图所示，当两表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻，则可测得的内阻。
（2）如图所示，当两电表的满偏电压时，串联一定值电阻后，同样可测得的内阻。
2．伏伏法测电阻
电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用。
（1）如图所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻，则可测出的内阻。
（2）如图所示，两电表的满偏电流时，并联一定值电阻后，同样可测得的内阻。
3．电阻箱当电表使用
（1）电阻箱当作电压表使用
如图所示，可测得电流表的内阻
图中电阻箱R可测得表两端的电压为，起到了测电压的作用。
（2）电阻箱当作电流表使用
如图所示，若已知R及，则测得干路电流为。
图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用。
4．比较法测电阻
如图所示，测得电阻箱的阻值及表、表示数，可得。
如果考虑电表内阻的影响，则。
5．替代法测电阻
如图所示：
（1）S接1，调节，读出A表示数为I；
（2）S接2，不变，调节电阻箱，使A表示数仍为I；
（3）由上述可得。
该方法优点是消除了A表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻不能连续变化。
6．半偏法测电流表内阻
（1）找出电流表的三个参数、和，可直接从表头上读出，
可采用半偏法测出，。
（2）半偏法测电流表内阻：
①测量原理：电路如图所示：
第一步，闭合，调节使G指针满偏；第二步，再闭合，调节，使G指针半偏，读出的值，则。实验中，要注意满足G能满偏的前提下使。
②误差分析
设电源电动势为E，内阻忽略，在闭合断开，G满偏时有①当也闭合，G半偏时有②
由①②可得
故，测量值比偏小，要减小误差，应使。
（3）熟悉把改装的电表跟标准电压表核对的电路及方法。
二、电学实验仪器的选择
电学实验仪器的选择应注意以下几个方面：
1．原则
（1）安全性原则：①不超过量程，②在允许通过的最大电流以内；③电表、电源不接反；
（2）方便性原则：①便于调节；②便于读数；
（3）经济性原则：以损耗能量最小为原则。
2．滑动变阻器两种接法的选择方法（1）两种接法比较
（不计电源内阻）
（不计电源内阻）（2）限流电路、分压电路的选择原则：
限流式适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。因为越小，限流式中滑动变阻器分得电压越大，调节范围越大，越大，分压式中
几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节。
限流式好处是电路简单、耗能低。通常变阻器以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式：
①若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。
③若实验中要求电压从零开始连接可调，则必须采用分压式电路。
2：如图所示，用伏安法测时，不知大约数值，为
了选择正确电路减小误差，先将仪器接好，只空出电压表的一
个接头K，然后将K和a、b分别接触一下，则（）
A．若A示数有明显变化，K应接a
B．若A示数有明显变化，K应接b
C．若V示数有明显变化，K应接a
D．若V示数有明显变化，K应接b
答案：BC
解析：K接a为电流表“外接法”，电流表会出现误差，K接b为电流表“内接法”，电压表会出现误差。
典型例题透析
题型一——电表的改装
（1）改装电表，首先要了解电流表表头的三个基本参量：，改装时必须至少知道其中两个参量。
（2）注意改装后表头的满偏电流仍保持不变。
（3）注意实验基本原理、基本方法的灵活运用和迁移，提高对实验数据的处理能力。
3、将一个电阻为60Ω，满偏电流为500的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表，量程分别为3V和15 V，试求和的阻值。
思路点拨：本题考查电表的改装问题。3 V电压档的分压电阻为，而15 V电压档的分压电阻为，可以先求出和的值，再求的值。
解析：
分压电阻
分压电阻
解得。
总结升华：表头G的满偏电压和满偏电流一般都比较小，测量较大的电压时要串联
一个电阻把它改装成电压表，测量较大的电流时则要并联一个电阻，把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
举一反三
【变式】有一只电流表的满偏电流=100，内阻，现在要把它改装成
一量程为=3V的电压表。
（1）在虚线框中画出改装电路原理图，并计算出所用电阻的阻值。
（2）某同学完成改装后，把这只电压表接在如图所示电路中进行测量：已知电阻R=1Ω，断开电键S时电压表读数=1. 50 V；闭合电键S时电压表读数=1.00 V。试根
据他所测出的数据近似计算出这只干电池的电动势E和内电阻r，并说明你所作计算的近似的依据。
解析：
（1）由串联电路特点
解得：R=29.99kΩ
（2）当S断开时，由，得 1. 50 V
当S闭合时，
解得r=0. 5Ω
近似的依据：根据闭合电路欧姆定律，S断开时，，由于，
近似认为。
题型二——电流表、电压表对电路的影响
（1）如果电流表、电压表是理想的，理想电流表内阻是零，理想电压表内阻可看作无穷大，当把电表接入电路中，它们的作用是显示电流、电压的仪器。
（2）在有些电路中，电表的内阻对电路的影响很大，不能忽略，这时电表在电路中的作用是能显示电流、电压的电阻。
4、如图所示，已知=3 kΩ，=6 kΩ，电压表的内阻为9 kΩ，当电压表接在
两端时，读数为2V，而当电压表接在两端时，读数为3.6 V，试求电路两端（AB间）的电压和电阻R的阻值。
思路点拨：由于电压表的内阻与电阻和的值均在一个数量级（kΩ）上，因此不能按理想电表讨论。
解析：当电压表接在两端时，电路的总电流为
所以有①
当电压表接在两端时，电路总电流为
所以有②
将I和代入①②两式可解得：AB间的电压：U=13.2 V，电阻R=6.6 kΩ。
总结升华：通过电压表的读数，可以间接地知道电路中的电流，在这里，电压表实
际上充当了双重角色（既是电压表，又是电阻），流入电压表的电流不可忽略。
举一反三
【变式】在如图所示，电路中，＝6Ω，＝3Ω，＝1Ω，电流表内阻＝2Ω，电池组的电动势E＝12.5V，内阻r＝1.5Ω，求：
（1）当开关接通，断开时，电流表的示数是多少?
（2）当开关、同时接通时，电流表的示数是多少?
解析：本题中电路由于开关、的闭合、断开组成不同形式的电路，应注意的是
电流表内阻不可忽略，当开关断开、开关接通时，组成如图甲所示电路，由电阻的串、并联和全电路欧姆定律，部分电路欧姆定律可求出流过电流表的电流。
当开关、同时接通时，组成如图乙所示电路，依电阻并、串联的总电阻规律、全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，可求出电流表的示数。
（1）断开，闭合后电路如图甲所示。
＝＋＝2Ω＋6Ω＝8Ω
＝＋＝3Ω＋1Ω＝4Ω
外电阻
电路中干路电流I
路端电压U，U＝E-Ir＝12.5V-3×1.5V＝8V
流过电流表的电流即电流表示数，
（2）、接通，电路简化如图乙。
电路的外电阻R，
电路中干路电流I，
电流表两端电压，
流过电流表电流（即电流表示数）
。
题型三——测量电流表或电压表内阻
测量电流表或电压表内阻的测量原理仍然是伏安法，只不过要注意这时电表在电路中的作用是能显示电流、电压的电阻。
5、（1）用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图。可读出圆柱的直径为 mm。
（2）利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻。图中、为定值电阻，、
为电键，B是电源（内阻可忽略）。
①根据图1所给出的电路原理图，在图2的实物图上连线。
②已知=140Ω，=60Ω。当电键闭合、断开时，电流表读数为6.4mA；当
、均闭合时，电流表读数为8.5mA。由此可以求出= Ω。（保留2位有效数字）
思路点拨：本题第（2）问是由闭合电路的知识确定未知电阻，原理类似于“测电源的电动势和内电阻”。
解析：
（1）游标卡尺的读数方法：先读主尺，再看游尺上哪条线与主尺对齐，数清对齐线前游尺上的格数，则卡尺读数=主尺读数＋精确度×游尺上对齐线前的格数，此题中主尺读数为42，精确度为0.02，游尺上对齐线前格数为6，则读数为42.12，注意单位为毫米。
（2）由闭合电路的欧姆定律及题给条件，设电源电动势为E，电流表两次读数为
，列方程组：
代入数值，解得：43Ω。
连线如图所示：
总结升华：实物连线题应注意的问题：（1）严格按电路中的走向连接实物；（2）电表、电源正负极不要反接；（3）连线尽量不交叉，且连线尽量光滑。
举一反三
【变式】利用图中给定的器材测量电压表V的内阻。其中B为电源（内阻可忽略不计）, R为电阻箱，K为电键。
（1）将图中实物连接为测量所用的电路。
（2）写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义：___________。
（3）用（2）中记录的数据表示的公式为=___________。
解析：
（1）连线如图所示。将各元件接线柱依次连接即可，唯一一个注意的地方是不要将电压表正负接线柱接反。
（2）改变电阻箱的阻值可以得到不同的读数，分别记下两次电阻箱的阻值和
对应的电压表的读数。
（3）电源内阻不计，设电源电动势为E，有
解得。
电表的扩程和校准 实验目的 1．掌握电表的扩程和校准的基本方法。 2．进一步认识滑线式变阻器对电路中电压和电流的调控作用。 实验仪器 磁电式表头。标准电流表，标准电压表，滑线式变阻器，旋钮式电阻箱，直流稳压电源，开关等。 实验原理 1．将表头扩程为电流表 磁电系表头的线圈一般都是用很细的高强度漆包线绕成，表头的满偏电流很小。若要测量较大的电流，需要扩大其量程。方法是：在表头两端并联一个分流电阻R p（如图1），使超过表头能承受的那部分电流从R p流过。若表头的满偏电流I g与内阻R g已知，根据需要的电流表量程I，由欧姆定律可算出R p为 R p=I g Rg/(I－Ig)=Rg/(n i－１) (1) 式中n i＝Ｉ／Ｉg是电流表扩程倍数。由表头和分流电阻R p组成的整体就是电流表。选用大小不同的R p，就可以 得到不同量程的电流表。 （图1）（图2） 2．将表头扩程为电压表 对一定内阻的表头，其端电压与通过它的电流成正比，只要在表头面板上刻上和电流相应的电压值，就得到一只量程（U＝ＩgＲg）很小的电压表（通常只有零点几伏），为了测量较大的电压，在表头上串联一个扩程电阻R s（如图2）使超过表头所能承受的电压降落在R s上。在已知满偏电流I g和内阻Rg的条件下，根据需要的电压表量程U，容易算出扩程电阻为 R s=（Ｕ／Ｉg）－Ｒg＝（n i－１）Ｒg(2) 式中n = U / U g = U / (I g R g) 是电压扩程倍数。由表头和扩程电阻R s组成的整体就是电压表，选用不同大小的R s , 就可得到不同量程的电压表。 3．用比较法校准电表 用改装表和标准表同时测量一定的电流（或电压），记下待校表的示值I x和 标准表的示值I s，从而得到刻度的修正值△I x( = I s－I x ) 。把被校表整个量程上不同 的刻度值都校准一遍，可画出I x－△I x曲线（注意：相邻两校准点用直线连接，整个 图形是一条折线，如图 3 ，称为校准曲线。在以后使用这个电表时，就可根据校准扩
改装电表实验报告 一.实验名称：电表的改装与校准 五．实验目的： 1、测量表头内阻及满度电流 2、掌握将1mA表头改成较大量程的电流表和电压表的方法 3、学会校准电流表和电压表的方法 六．实验仪器： 1、DH4508型电表改装与校准实验仪 1台 2、ZX21电阻箱（可选用） 1台 七．实验原理: 常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。 1、电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数 测量内阻Rg方法有： （1）半电流法（中值法）。 （2）替代法 2、改装为大量程电流表原理 3、改装为电压表原理 八.实验内容和步骤： 1、用中值法或替代法测出表头的内阻，电源电压取0.5V，按图1或图2接 线。Rg= Ω 2、将一个量程为1mA的表头改装成5mA量程的电流表 （1）、根据式①计算出分流电阻值，先将电源调到最小，RW调到中间位置，再按图3接线。 （2）、慢慢调节电源，升高电压，使改装表指到满量程（可配合调节RW变阻器），这时记录标准表读数。注意：RW作为限流电阻，阻值不要调至最小值。然后调小电源电压，使改装表每隔1mA（满量程的1/5）逐步减小读数直至零点；(将标准电流表选择开关打在20mA档量程)再调节电源电压按原间隔逐步增大改装表读数到满量程，每次记下标准表相应的读数于表1。 （3）、以改装表读数为横坐标，标准表由大到小及由小到大调节时两次读数的平均值为纵坐标，在坐标纸上作出电流表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。 （4）、重复以上步骤，将1mA表头改装成10mA表头，可按每隔2mA测量一次。3、将一个量程为1mA的表头改装成1.5V量程的电压表 （1）、根据式②计算扩程电阻RM的阻值，可用R1、R2进行实验。 （2）、按图4连接校准电路。用量程为2V的数显电压表作为标准表来校准改装的电压表。 （3）、调节电源电压，使改装表指针指到满量程（1.5V），记下标准表读数。然后每隔0.3V逐步减小改装读数直至零点，再按原间隔逐步增大到满量程，每次记下标准表相应的读数于表2 1
深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一） 实验名称：改装电表 学院：医学院 指导教师： 报告人：组号： 学号实验地点 实验时间： 提交时间：
例如，E=0.39介于0.2和0.5之间，那么改装表的级别是0.5级。 （4）画校准曲线 为进一步提高改装表的测量精度，一般需要画校准曲线。以改装表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差I ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。如下图所示为改装电流表的校准曲线。校准曲线可以用来修正改装表的测量数据，测量值按校准曲线修正后，可以认为测量结果接近标准表测电流时的精度，比原来的精度有所提高。 2、将量程为Ig =1mA ，内阻为Rg 的电流表改装成量程为U ＝10V 的电压表，与改装电流表类似 （1）改装表头 由于原表头最大只能流过Ig 的电流，所以原表头能承担的最大电压为IgRg ，把它改装成量程为U 的电压表头，需要串联分压电阻Rm ，如下图所示，图中虚线内部分代表改装好的新电压表头。其中分压电阻Rm 的计算方法为 g g m R I U R -= （6-3） （2）校对量程（校对分压电阻） 将改装电压表和测量精度较高的标准电压表并联，并接入如下图所示电路，将分压电阻Rm 调节到计算好的理论值，调节电源或限流电阻Rw 的大小，使校准表显示10.00V ，同时改装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分压电阻的值，直到改装表和标准表都显示10.00V 为止，记下实际分压电阻的值，这个值叫分压电阻的实际值。 （3）标定改装表的等级 逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校准电压表和改装电压表的读数差=?U U 标准-U 改装的最大值max U ?，按式（6-4）计算等级，即 100max ??= 量程 U T （6-4） 根据T 的值给出改装电压表的准确度等级。 （4）画校准曲线 以改装电压表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差U ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。
电表改装的两种情况 一、把电流表G 改装成电压表 （1）电流表改装成电压表的原理：将电流表的示数根据欧姆定律U g =I g R g 换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程U g 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。因此电压表实际上就是一个串联了分压电阻的电流表，如图1所示。 （2）分压电阻的计算:由U =I g R g +I g R 解得g g R I U R -=，因为电压扩大量程的倍数g U U n =，所以R =（n -1）R g 。需要说明的是，通过表头的满偏电流并没有改变，加在表头两端的最大电压也没有改变，仍是U g =I g R g ，但改装成的电压表的最大电压增大了，所以表的刻度盘要改换，原来是0～I g R g ，现在要换成0～（I g R g +I g R ），即每个刻度处的电流数要换成对应的总电压数IR g +IR 。 二、电流表G 改装成大量程电流表 （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2所示。 （2）分流电阻的计算： 由并联电路的特点U g =I g R g =(I -I g )R ，解得1-=-=g g g g g I I R I I R I R ，因为电流扩大量程的倍数g I I n =，所以1 -=n R R g 。与改装电压表一样，刻度盘也要由原来指示的通过电流表G 的电流换成指示电流表A 的电流。 典例剖析 一灵敏电流计，它的电阻是12 Ω，指针每偏转一格指示2 mA ，现在把它改装成电流表，使它的指针每偏转一格指示1 A ，那么，分流电阻多大？如果改装成电压表，使它的指针每偏转一格指示1 V ，则分压电阻多大？ 【思路剖析】（1）如何改装成电流表？刻度盘如何改换？ （2）如何改装成电压表？刻度盘如何改换？
实验4 电表设计与制作 本实验属于设计性实验，请同学们自行查阅资料完成设计性实验报告。 【实验目的】 1． 掌握改装电表的原理和校准电表的方法。 2． 学会设计单量程电表（直流电流表、直流电压表）。 3． 学习用万用表检查电路故障的方法。 【仪器用具】 HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V 型电压表、C31-A 型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干 【实验原理】 1. 将微安表头改装成较大量程的电流表 将微安表头改装成较大量程的电流表时，表头与分流器并联，被测电流的一部分流过分流器，一部分流经表头，由表头直接指示，这样，由表头和分流器组成的整体就可量度较大的电流。最简单的单量程电流表的原理图如图4-1所示，分流器只有一个电阻1R 。为方便计算，图中加入了一附加的可调电阻0R ，使表头G 与0R 串联起来，构成了一量限为g I 、等效内阻为g r '的表头（本实验要求调节0R 使得 k Ω8.10=+='R r r g g ）。如果要将量程为g I 的表头改装成量程 为1I 的电流表，分流电阻1R 的计算公式为： g g g I I r I R -'?= 11 （4-1） 如果要将微安表改装成有m 个量程（分别为1I ，2I ，…）的电流表，则分流器中应有m 个电阻，选用分流器中不同阻值的分流电阻，可以得到不同量程的电流档。按照欧姆定律，可计算出各个分流电阻的阻值。 2. 将微安表头改装成电压表 将微安表头改装成电压表时，表头与分压器串联，被测电压的一大部分降落在分压器上，一小部分降落在表头上，这样，由表头和分压器组成的整体就可量度较大的电压。最简单的单量程电压表的原理图如图4-2所示，分压器只有一个电阻2R ，如果要将量程为g I 、等效内阻为g r ' （k Ω8.10=+='R r r g g ）的表头改装成量程为1U 的电压表，分压电阻2R 的计算公式为： g g r I U R '-= 1 2 （4-2） 如果要将微安表改装成有n 个量程（分别为1U ，2U ，…）的电压表，则分压器中应有n 个电阻，选用分压器中不同阻值的分压电阻，可以得到不同量程的电压档。按照欧姆定律，可计算出各个分压电阻的阻值。 图4-1 微安表头的扩程方法 图4-2 改装电压表的方法
大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称：电表的改装与校正 学生：吴倩萍 所在学院：机电工程学院 班级：车辆工程151班 学号：5902415034 实验地点：基础实验大楼B513 座位号：15 实验时间：第五周周二下午一点开始
1．掌握电表扩大量程的原理和方法 2．能够对电表进行改装和校正 3．理解电表准确度等级的含义 二、实验原理： 1、将量程为Ig =1mA,阻为R g的毫安表的量程扩大为I＝10mA的电流表的原理图及理论计算公式: R s =I g R g/(I-I g)= R g/(n-1),n=I/I g为电流扩大倍数,R g可以在微安表上找到。其次校准分流I g将标准表调到 5.00mA，同时改装表指向满刻度（这时可能需要改变分流电阻）,电阻R s，记下实际分流电阻，最后校准改装表的等级；分5段逐点校准，填入数据记录表，“下行”指电表读数由高到低逐点进行校准，“上行”则相反. 2、将量程为I g=1mA,阻为R g的毫安表的量程扩大为U＝10V的电压表的原理图及理论计算公式: 先计算分压电阻 R m:R m=U?R g,I g和U为改装后电压量程。再校准分压电阻 R m:将标准表调到 10.00V，同时改装表则调到满刻度（可改变分压电阻R m），同时记下实际分压电阻；最后按照数据记录表校准改装表的等级. 3、将1mA量程的待改装电流表改装为串连分压式欧姆表的原理图及理论叙述: 取U=1.5V,将R x短路,调节R w,使毫安表正好指向 1mA,这时R W+R3+R X=1500?;当R x=1500?时，毫安表读数为0.5mA，这一电阻成为“中值电阻”,R中= R w+R3+R x=1500?，然后按照数据记录表定的R x值标定表面刻度，从而可见，欧姆表的刻度是反向的,1mA 处为0?；0 mA 处为∞?，以I为纵坐标，R x为横坐标作I?R x图并连成光滑曲线.
大学物理实验报告 实验时间： 2016 年 3 月 14 日 实验名称： 电表的改装与校准 成绩： 学号： 73 实验目的： 班级： 自动化 153 班 姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 2、掌握将 100uA 表头改装成 10mA 的电流表和 5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。 图 3 实验仪器： 用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。 实验原理： 1. 微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 的测定 测量内阻 R g 的方法很多，本实验采用替代法。如图 1 所示。当被改电流计 ( 表头 ) 接在电路中 时，选择适当的电压 E 和 I E R R 值使表头满偏， 记下此时标准电流表的读数 a ；不改变电压 W 和 W 的 值，用电阻箱 R 13 替代被测电流计，调节电阻箱 R 13 的阻值使标准电流表的读数仍为 I a ，此时电阻 箱的阻值即为被测电流计的内阻 R g 。 + – mA 1 被改装电流计 + – ° ° mA ° 2 ° ° ° R 13 E R W １．将 A 表头改装成大量程的电流表 因为微安表头的满刻度电流 ( 量程 ) 很小，所以在使用表头测量较大的电流前， 需 要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻 R P （如图 1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和 R P 组成的整体就是电流 表。 R P 称为分流电阻。选用不同阻值的 R P 可以得到不同量程的电流表。 在图 1 中，当表头满度时，通过电流表的总电流为 I ，通过表 图 1
实验四电表的改装和校准 实验目的 1．掌握电表扩大量程的原理和方法； 2．能够对电表进行改装和校正； 3．理解电表准确度等级的含义。 实验仪器： 微安表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，毫安表，伏特表，开关等。 实验原理： 常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分，即表头。表头通常是磁电式微安表。根据分流和分压原理，将表头并联或串联适当阻值的电阻，即可改装成所需量程的电流表或电压表。 一将微安表改装成电流表 微安表的量程I g 很小，在实际应用中，若测量较大的电流，就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流 电阻R S 。如图1 所示，这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过，而通过微安表的电流不超过原来的量程。 设微安表的量程为I g ，内阻为R g ，改装后的量程为I，由图1， 根据欧姆定律可得， （I - I g ）R S = I g R g R S = g g g I I R I - 设n = I /I g , 则 R S = 1 - n R g(1)
由上式可见，要想将微安表的量程扩大原来量程的n 倍，那么只须在表头上并联一个分流电阻，其电阻值为R S = 1 -n R g 。 图1 图2 二 将微安表改装成电压表 我们知道，微安表虽然可以测量电压，但是它的量程为I g R g ，是很低的。在实际应用中，为了能测量较高的电压，在微安表上串联一个附加电阻R H ，如图2所示，这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍不超过原来的电压量程I g R g 。 设微安表的量程为I g ，内阻为R g ，欲改装电压表的量程为U ，由图2，根据欧姆定律可得， I g (R g + R H )=U R H = -g I U R g （2） 三 改装表的校准 改装后的电表必须经过校准方可使用。改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。 首先调好表头的机械零点，再把待校的电流表（电压表）与标准表接入图3（或图4）中。然后一一校准各个刻度，同时记下待
改装电表实验报告 一.实验名称:电表的改装与校准 五(实验目的: 1、测量表头内阻及满度电流 2、掌握将1mA表头改成较大量程的电流表和电压表的方法 3、学会校准电流表和电压表的方法 六(实验仪器: 1、DH4508型电表改装与校准实验仪 1台 2、ZX21电阻箱(可选用) 1台 七(实验原理: 常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。 1、电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数测量内阻Rg方法有: (1) 半电流法(中值法)。 (2) 替代法 2、改装为大量程电流表原理 3、改装为电压表原理 八.实验内容和步骤:
1、用中值法或替代法测出表头的内阻，电源电压取0.5V，按图1或图2接 线。Rg= Ω 2、将一个量程为1mA的表头改装成5mA量程的电流表 (1)、根据式?计算出分流电阻值，先将电源调到最小，RW调到中间位置，再按图3接线。 (2)、慢慢调节电源，升高电压，使改装表指到满量程(可配合调节RW变阻器)，这时记录标准表读数。注意:RW作为限流电阻，阻值不要调至最小值。然后调小电源电压，使改装表每隔1mA(满量程的1/5)逐步减小读数直至零点;(将标准电流表选择开关打在20mA档量程)再调节电源电压按原间隔逐步增大改装表读数到满量程，每次记下标准表相应的读数于表1。 (3)、以改装表读数为横坐标，标准表由大到小及由小到大调节时两次读数的平均值为纵坐标，在坐标纸上作出电流表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。 (4)、重复以上步骤，将1mA表头改装成10mA表头，可按每隔2mA测量一次。 3、将一个量程为1mA的表头改装成1.5V量程的电压表 (1)、根据式?计算扩程电阻RM的阻值，可用R1、R2进行实验。 (2)、按图4连接校准电路。用量程为2V的数显电压表作为标准表来校准改装的电压表。 (3)、调节电源电压，使改装表指针指到满量程(1.5V)，记下标准表读数。然后每隔0.3V逐步减小改装读数直至零点，再按原间隔逐步增大到满量程，每次记下标准表相应的读数于表2 1 (4)、重复以上步骤，将1mA表头改成5V表头，可按每隔1V测量一次。九. 注意事项
一、实验目的： 1.掌握测定微安表（表头）量程和内阻的方法 2.掌握校准电流表、电压表的基本方法，熟练数字多用表、面包板等电脑元件的使用 二、实验原理： 1.表头参数I g 及R g 的测定 注意：测 R g 时保持电路状态不变（即不改变电源电压和C 点的位置） 2.电流表量程的扩大 依据并联分流g S I I I R -=g g R 令g I I = n ， 则1 s -=n R R g 。式中I 为扩充后的量程，n 为量程扩大的倍数。 3.改装成电压表 串联一高阻值电阻RH ，电表总内阻R H +R g =g I U 所以 R H = g I U -R g 。式中U 为改装后电表的量程。
三、实验仪器： 用于改装的微安表头，滑动变阻器，数字多用表，电路板，导线，直流稳压电源，电阻箱 四、实验内容和步骤： 1.连接电路，用万用表量表头量程和内阻。 2.根据目标量程计算改装电流表需并联的电阻Rs和改装电压表需串联的电阻R H。 3.根据改装电流表的矫正电路图连接电路，校正改装电流表的量程（先改变Rs使改装表和数字万用表的读数近似相等，后移动滑线变阻器使改装表满偏，重复，最后微调），使表头满偏同时数字万用表显示为目标量程。移动滑线变阻器减小通过改装表的电流，读取10组改装表和数字万用表的读数。 校正电流表的电路
4.根据改装电压表的校正电路图连接电路，校正改装电流表的量程（移动滑线变阻器 使万用表为目标量程，改变R H 使表头满偏），使表头满偏同时数字万用表显示为目标量程。移动滑线变阻器减小通过改装表的电流，读取10组改装表和数字万用表的读数。 校正电压表的电路 g S I I I R -= g g R R H =g I U -R g 五、实验数据与处理： 1.表头参数值：I g =99.9μA;R g = 2.037k Ω 2.改装电流表 量程：5mA Rs=41.53Ω I 标 (mA) 4.98 4.26 3.84 3.04 2.84 2.39 2.02 1.39 1.20 0.81 I 改 (mA) 5.0 4.2 3.8 3.0 2.8 2.4 2.0 1.4 1.2 0.8 △I (mA) 0.02 -0.06 -0.04 -0.04 -0.04 0.01 -0.02 0.01 -0.01
串并联电路 电表的改装 一、串并联 1、串联 I 1 ＝ I 2 R ＝ R 1 + R 2 U ＝ U 1 + U 2 2、并联 I 1 + I 2 ＝ I U 1 ＝ U 2 ?+=2 11 11R R R （1）2121R R R R R += (2) 总电阻小于任何一个电阻 （3）某一个电阻变大，总电阻变大 （4）某一支路断路，总电阻变大 （5）某一支路短路，总电阻为零 3、分压器 （1） 分清负载和空载时的输出电压U CD （2） CD 间接入电阻的大小和多少对输出电压的影响 （3） p 在中点时的输出电压U CD 4、电源的串联和并联 【例1】 已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路 消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？B A. B. C. D. 【例2】 实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律，其中U 表示棒两端的电势差，k =0.02A/V 3。现将该棒与一个可变电阻器R 串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V 的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻 L 1 L 2 R L R C D
值R 多大时，电路中的电流为0.16A ？（2）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5？ 解：画出示意图如右。 （1）由I =kU 3和I =0.16A ，可求得棒两端电压为2V ，因此变阻器两端电压为4V ，由欧姆定律得阻值为25Ω。 （2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V ，由I =kU 3得电流为0.02A ，变阻器两端电压为5V ，因此电阻为250Ω。 【例3】 图为分压器接法电路图，电源电动势为E ，内阻不计，变阻器总电阻为r 。闭合电键S 后，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间的阻值R x 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A.① B.② C.③ D.④ 解：当R x 增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以R 两端的电压U 应增大，排除④；如果没有并联R ，电压均匀增大，图线将是②；实际上并联了R ，对应于同一个R x 值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以③正确，选C 。 二、电 路 的 简 化 原则： 1、 无电流得支路可以除去 2、 等势点可以合并 3、 理想导线可以任意长短 4、 理想电压表断路，理想电流表短路 5、 电容充电完毕时断路，看成并联，电压相等 方法： 1、 电流分支法 2、 找交叉点法 注意：不漏掉任何一个元件，不重复用同一个元件 1、 两种方法经常一起使用 1 A B 4
实 验 报 告 【实验目的】 1、测量表头内阻及满度电流 2、将1mA 表头改将成5mA 的电流表，学会校准电流表基本方法 3、将1mA 表头改将成1.5V 的电压表，学会校准电压表基本方法 【实验原理】 1、 表头的主要参数(量程和内阻)的测定 测量内阻g R 的方法很多，本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压E 和W R 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数a I ；不改变电压E 和W R 的值，用电阻箱13R 替代被测电流计，调节电阻箱13R 的阻值使标准电流表的读数仍为a I ，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻g R 。 图1 2、 毫安表改装成电流表 被改装电流计 + – mA ° ° + – mA ° ° ° 13R 1 2 W R E ° 图2电流表改装
微安表并联分流电阻p R ，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流g I 。 并联分流电阻大小 （1） 3、毫安表改装成电压表 微安表串联分压电阻s R ，使大部分电压降落在串联的分压电阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程g g R I 。 串联分压电阻大小 （2） 4、电表标称误差和校正 使被校电表与标准电表同时测量一定的电流（电压），看其指示值与相应的标准值相符的程度。 得该电表的标称误差。 %100?=量程 最大绝对误差标定误差 【实验仪器】 DH4508型电表改装实验仪1台 【实验内容】 1、表头的主要参数(g R ,g I )的测定。 将电源电压E 调低，W R 调至最大，按图１连线，调节E 和W R （W R 值适当调小）使表头满偏，记下此时标准电流表的读数，即为表头的满度电流g I ＝ mA ，然后断开接在表头上的连线，转接到电阻箱13R 上，调节13R 使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值g I ，此时电阻箱13R 等于表头的内阻g R = Ω。 2、将量程为1mA 的表头(电流计)扩程为5mA 电流表 （1）根据式①计算出分流电阻的理论值R p 理= Ω。 （2）将标准电流表的量程置于20mA ，电源E 调低，电阻箱阻值调为R p 理。按图5接线，检查接线正确后，调节E 和W R ，当标准电流表显示的电流为5mA 时，微调电阻箱p R 的电阻值，使表头指到满量程，记录此时分流电阻的实际值R p 实= Ω。于是量程为5mA 的电流表就改装好了。(注意：W R 作为限流电阻，阻值不要调至最小值。) （3）用量程为20mA 的数显电流表作为标准表来校准改装的电流表。调小电源电压，使改装表每隔1mA （满量程的1/5）逐步减小读数至零点;再调节电源电压按原间隔1mA 逐步增大改装表的读数到满量程5mA ，每次记下标准电流表相应的读数填于表2。 g g g p R I I I R -=g g g g s R I U I U U R -=-= 图3电压表改装 图6
电表的改装与校准 实验目的： 1.测量微安表头的电阻测值Rg； 2.掌握100mA的电流表头改装成较大电流量程的电 流表与电压表的方法； 3.掌握学会校准电流表与电压表的方法； 实验仪器： 1.FB308型电表改装与校准实验仪器； 2.随仪器配备的专用导线； 实验原理： 1.电流表内阻的测定： 如附件图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压E和 R值使表头满偏，记下此 W 时标准电流表的读数 I；不改变电压E和W R的值，用 a 电阻箱 R替代被测电流计，调节电阻箱13R的阻值使标 13 准电流表的读数仍为 I，此时电阻箱的阻值即为被测 a 电流计的内阻 R g 2.毫安表改装成电流表
如附件图2所示，微安表并联分流电阻p R ，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流g I 。 并联分流电阻大小 g g g p R I I I R -= 3、毫安表改装成电压表 如附件图3所示， 微安表串联分压电阻s R ，使 大部分电压降落在串联的分压电 阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程g g R I 。串联分压电阻大小 g g g g s R I U I U U R -= -= 实验步骤： 1. 测定表头电阻；（半偏法和替代法） 2. 将100ua 表头改装成1ma 的电流表的量程 1) 计算分流电阻的参考值并改装 2) 连接电路并校正量程 3) 校正个个刻点 4) 完成电流改造与校准之后，将电流调至最小 3. 将100ua 表头改装成 的电压表的量程 1) 计算分压电阻的参考值并改装 2) 连接电路并校准来量程，确定分压电阻的实验值
电表的原理、改装及应用 知识要点梳理 知识点一——电表的改装 ▲知识梳理 1．电流表（表头） 小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个： ①电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻； ②指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程； ③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压，也叫电压量程。由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。 2．电压表的改装 电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示。 电压扩大量程的倍数 由串联电路的特点得 解得
即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻 电压表的总电阻。 3．电流表的改装 电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量程的电流表满偏电流为I，如图所示。 扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以 即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为电流表的总电阻。 说明： ①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和；通过电流表的电流和流过表头G的电流不一样。 ②电压表的量程是指通过表头的电流达到时加在电压表两端的总电压U；电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏时，通过表头和分流电阻的电流之和。 ③由串联分压原理可知：串联的分压电阻越大，电压表的量程越大，由并联分流原理可知，并联的分流电阻越小，电流表的量程越大。 ④实际的电压表内阻不是“”，电流表内阻不是零，它们接入电路进行测量时必对原来的电路有影响。这是今后我们要注意的，有时不考虑电表内阻对电路的影响，这是为了
实验十一电表的改装和校准 教学设计方案 基础部物理实验室黄尚永本次实验主要让学生掌握电学实验的基本操作，了解替代法测量电表内阻的思想，完成电流表和电压表的量程改装。 学时安排：3节课连上共135分钟：其中原理讲授和演示约40分钟，学生操作和个别指导约90分钟； 教学方法：一、配合实验展板做原理讲解； 二、结合实验仪器做操作讲解和演示； 三、指导学生自己动手操作观察现象，记录数据； 重点难点：一、替代法测量表头内阻； 二、改装电流表和电压表； 答疑和讨论安排：整个实验过程中随时解答学生的疑问； 考核方式：实验成绩共10分，最终在学生的实验报告上给出： 一、严格检查学生签到和预习情况，预习占2分； 二、考察学生自己的动手能力并给于操作成绩，满 分3分 三、实验报告的撰写，数据处理和最终结果表达， 满分5分。 板书设计：实验室展板
在日常工作中，有时我们需要将手里的微安表改装成各种不同量程的电流表和电压表。 【实验目的】 1、学习电表内阻的测量方法； 2、掌握改装电表和校验电表的原理和方法； 3、学习在实验中正确使用电路图。 【实验原理】 1、将微安表改装成不同量程的电流表 设微安表量程为0I ，内阻为0r ，要将它的量程扩大至0nI ，需要在微安表的两端并联电阻s r （见图11-1）。根据欧姆定律，s r 应该满足： s r I n r I 000)1(-=， 1 -= n r r s 。 2、将微安表改装成电压表 用一个高值电阻p r 与微安表串联，即可实现电流表改装成电压表（如图11-2），根据欧姆定律， )(00r r I V p +=。 3、电表内阻的测量 在改装电表时，首先要知道它的内阻。测量内阻的方法很多，这里介绍一种——取代法。如图11-3 ，要测微安表1的内阻，将它和微安表2串联起来，并在两段加一定的电压，使微安表2偏转为某一个值，例如，30微安，然后将微安表1换为电阻箱R 2，保持原来的电压不变，调节R 2使微安表2的示数达到原来的数值，则R 2的数值就是微安表1的内阻。 图11-3 4、电表的校准 改装的电表，一定要校准。所谓校准，就是将待校的电表与一校准电表同时测量同一个 电流（或电压），记下待校表的指示值I 改和校准表的指示值I 校 ，从而获得校准标在该刻度 R 0R p 图11-2 改微安表为电压表 图11-1 改微安表为电流表
物理实验报告 实验名称：电表的改装 学院：安全与应急管理工程学院专业班级：安全工程1801 学号：2018003921 学生姓名：马晶晶 实验成绩
实验预习题成绩： 一．判断题（每题1分，共5分） 1.实际万用表可以测量直流电压。（√） 2.实际万用表不能测交流电压。（×） 3.在连接电路时，可以用万用表来检测导线是否导通。（√） 4.万用表不能测量电容。（×） 5.微安表可以改装成电压表，也可以改装成电流表，还可以改装成欧姆表。（√）二．选择题（每题1分，共10分） 1.将一个微安表改装成电压表时用 A 。 A.串联电路 B. 并联电路 2.将一个微安表改成电流表时用 B 。 A. 串联电路 B. 并联电路 3.将一个微安表改装成电流表，电流表的量程越大，则分流电阻的数值 A 。 A.越小 B. 越大 4.将一个微安表改装成电压表，电压表的量程越大，则分压电阻的数值 B 。 A.越小 B. 越大 5.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为200Ω，要把它改装成一个量程为0.5A的 电流表，则应在电流表上 B 。 A.并联一个200Ω的电阻 B. 并联一个0.4Ω的电阻 C. 串联一个0.4Ω的电阻 D. 串联一个200Ω的电阻
6.将下图的微安表改成电流表，实验中选择500μA的档位，将微安表改成10mA的 电流表，当指针指在正中间时，待测的直流电流为 C 。 A.2mA B. 2.5mA C.5mA D.7.5mA 7.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500Ω，要把它改装成一个量程为10V的 电压表，则电流表上应 C 。 A.串联一个10kΩ的电阻 B. 并联一个10kΩ的电阻 C. 串联一个9.5kΩ的电阻 D. 并联一个9.5kΩ的电阻 8.一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电 阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为 A 。 A.1000Ω B. 5000Ω C. 1500Ω D. 2000Ω 9.把一个量程为5mA的电流表改装成欧姆表R x1档，电流表的内阻是50Ω，电池的电 动势是1.5V，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的3/4位置时，被测电阻的阻值是 B 。 A.50Ω B. 100Ω C.16.7Ω D. 400Ω 10.关于欧姆表，下列说法正确的是 C 。 A.刻度盘上的刻度是均匀的 B.指针指在最左边，表示待测电阻为零 C.指针指在最左边，表示待测电阻为无穷大 D. 欧姆表可以精确的测量电阻
大学物理实验报告 实验时间：2016 年3 月14 日 实验名称：电表的改装与校准成绩： 学号：6101215073 实验目的：班级：自动化153 班 姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻R g ，量程I g 2、掌握将100uA 表头改装成10mA 的电流表和5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。 图3实验仪器： 用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导 线等。 实验原理： 1. 微安表头的内电阻R g ，量程I g 的测定 测量内阻R g 的方法很多，本实验采用替代法。如图 1 所示。当被改电流计(表头)接在电路中时， 选择适当的电压 E 和R W 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数I a ；不改变电压 E 和R W 的值， 用电阻箱R13 替代被测电流计，调节电阻箱R13 的阻值使标准电流表的读数仍为I a ，此时电阻箱的 阻值即为被测电流计的内阻R g 。 + – mA °1 被改装电流计° 2° + –°mA °° R 13 E R W １．将 A 表头改装成大量程的电流表
因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量 较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在 表头两端并联一个阻值较小的电阻R P（如图1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和R P 组成的整体就是电流表。R P 称为分流电阻。选用不同阻值的R P 可以得到不同量程的电流表。 在图 1 中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I，通过表头的电流为I g。 因为I I g A R g I-I g R P 图 1 U g I g R g ( I I g ) R P I g 故得R p( I I g )R g（1）如果表头的内阻R g 已知，则按照所需的电流表量程I，由式(1) 可算出分流电阻 R P 的阻值。 ２．电压表的改装 根据欧姆定律U=IR ，内阻为R g 的表头，若通以电流I g，则 I g R g R S 表头两端电压降为U g=I g R g,因此直流电流表可以对直流电 A A . B 压进行测量。通常R g 的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S(如图2)，使超过表头电压量程的那部分电压降U g U S U 落在电阻R S 上，R S 称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。在图 2 中,设改装后伏特计的总电压为U,当表头指针满刻度时,扩程电阻 图2 R S 两端的 电压为U S I g R s U U g ,于是有 U U g U R s R g I g I g （2）根据所需要的电压表量程U 和表头内阻R g,由式(2) 可算出扩程电阻R S 的阻值。 式(2) 中I g 和U g 分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。 3．电表的校准 I x 电表扩程后必须经过校准才能使用。所谓校准,就是将改装后的电表与标准表同时对同一个对象(如电流或电压)进行测量比较。校 准电表时,必须先调好零点, 再校准量程(满刻度点)。若量程不 对,可调节R P 或R S,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。0 I 校准刻度时,要同时记下待校表的读数I x 和标准表的读数I S。从而得 到该刻度的修正值I x I s I x。将同一量程的各个刻度都校准一遍, 可绘出I x I x的折线图,即校准曲线(图3)。在以后使用这个电表时,可以根据校准曲 线对测量值做出修正,以获得较高的准确值。 x
电表的改装 一、电流表量程的扩大——并联一个小电阻 由 (I-I g ) R= I g R g R= I g R g ／(I-I g ) 若I =n I g 则 R= I g R g ／(I-I g ) = R g ／(n-1) 例. 若电流表的内阻R g =1000Ω, 满偏电流I g =100μA, 怎样把它改装成量程为10mA 的电流表？ 解：R= I g R g ／(I-I g ) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω 或 R=R g ／(n-1)=1000 ／99=10.1Ω 二、双量程电流表、 如图示是一个双量程电流表，I g =0.5mA ，R g =200 Ω，计算R 和R 的阻值。 解： （R 1+R 2） (I 1-I g ) = I g R g ① R 1+R 2= I g R g ／(I 1-I g ) = 100÷0.5=200 Ω I g （R g + R 2 ）=(I 2-I g ) R 1 ② （R g + R 2 ）=(I 2-I g ) R 1 ／ Ig = 19R 1 ∴ R 1=20Ω R 2=180Ω 三、电压表量程的扩大——串联一个大电阻 若U =nU g 则有 R U U R U g g g -= g g g g R )n (R U U U R 1-=-= 例. 若电流表的内阻R g =1000Ω，满偏电流I g =100μA ，怎样把它改装成量程为U =3V 的电压表？ 解：U g =I g R g =0.1V n=U/U g =30 ∴R=(n-1)R =29000 Ω=29 k Ω 四、双量程电压表、 如甲、乙图示是一个双量程电压表， I g =1mA ， R g =100 Ω，计算R 1和R 2的阻值。 解：甲图, U g = I g R g =0.1V ， n 1=30 n 2=150 R 1=（ n 1 -1）R g =2900 Ω R 2=（ n 2 -1）R g =14900 Ω 乙图, 同样求出R 1 R 1=（ n 1 - 1）R g =2900 Ω R g +R 1+R 2=15V ÷1mA=15 K Ω I 10mA 1mA － 2 153 甲 315V
大学物理实验报告 实验时间：2016年3月14日 实验名称：电表的改装与校准 成绩： 学号：6101215073 实验目的： 班级： 自动化153班 姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻g R ，量程g I 2、掌握将100uA 表头改装成10mA 的电流表和5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。 实验仪器： 用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。 实验原理： 1.微安表头的内电阻g R ，量程g I 的测定 测量内阻g R 的方法很多，本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压E 和W R 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数a I ；不改变电压E 和W R 的值，用电阻箱13R 替代被测电流计，调节电阻箱13R 的阻值使标准电流表的读数仍为a I ，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻g R 。 １．将A μ表头改装成大量程的电流表 因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻R P （如图1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和R P 组成的整体就是电流表。R P 称为分流电阻。选用不同阻值的R P 可以得到不同量程的电流表。 W 图1 图 3
在图1中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I ，通过表头的电流为I g 。 因为 ()g g g g P U I R I I R ==- 故得 ( )g p g g I R R I I =- （1） 如果表头的内阻R g 已知，则按照所需的电流表量程I ，由式(1)可算出分流电阻R P 的阻值。 ２．电压表的改装 根据欧姆定律U=IR ，内阻为R g 的表头，若通以电流I g ，则 表头两端电压降为U g =I g R g ,因此直流电流表可以对直流电压进行测量。通常R g 的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S (如图2)，使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻R S 上，R S 称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。 在图2中,设改装后伏特计的总电压为U ,当表头指针满刻度时,扩程电阻 R S 两端的 电压为S g s g U I R U U ==-,于是有 g s g g g U U U R R I I -==- （2） 根据所需要的电压表量程U 和表头内阻R g ,由式(2)可算出扩程电阻R S 的阻值。 式(2)中I g 和U g 分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。 3．电表的校准 电表扩程后必须经过校准才能使用。所谓校准,就是将改装后的电表与标准表同时对同一个对象(如电流或电压)进行测量比较。 校准电表时,必须先调好零点,再校准量程(满刻度点)。若量程不对,可调节R P 或R S ,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。 校准刻度时,要同时记下待校表的读数I x 和标准表的读数I S 。从而得 到该刻度的修正值x s x I I I ?=-。将同一量程的各个刻度都校准一遍,可绘出x x I I ?-的折线图,即校准曲线(图3)。在以后使用这个电表时,可以根据校准曲线对测量值做出修正,以获得较高的准确值。 作校准曲线()x x x s x U U U U U ?-?=-,以x U 为横坐标。 数据表格： 1、电流表扩程及校准数据记录 I 标 0 0.74 1.41 2.15 2.96 3.64 4.38 I 改（格数） 0 2 4 6 8 10 12 I 改（mA ） 0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8 0 0.06 0.19 0.25 0.24 0.36 0.42 U g U S I g R g R S U .A A μx I ?x I 0图2