电表的改装
一、教学目标
知识与技能
1.知道表头在电路中相当于一个电阻，知道满偏电流、满偏电压和表头内阻，及其它们之间也满足欧姆定律。
2.理解将表头改装成电压表和大量程电流表的原理。
过程与方法
应用理论推理和讨论的方法，探究出把表头改装成电压表和大量程电流表的方法，并对改装原理进行总结。
情感态度价值观
通过对电表改装原理的探究体验，了解科学家自制仪器的智慧和艰辛。
二、重难点
电表的改装原理及改装规律的总结
三、导入新课
观察电流表和电压表的图片：
引出问题：从图片能够看出，两个电表都有两个量程。那么，两个量程之间能够转换的内部结构原理是什么？
学生自主阅读课本，归纳提炼课文精髓信息。
一起归纳出核心信息：常见的电压表和大量程电流表都是由表头改装而成的。
引出问题：什么是表头？
引导学生回答预留作业，自主解决表头的结构及基本电学参数。
总结出三个参数之间的关系：Ug=IgRg
我们已经了解了表头的基本信息，也知道了电压表和大量程的电流表都是有表头改装而成的；下面，我们小试牛刀，自己改装一个电压表和电流表。
探究讨论：给出已知条件，学生以小组为单位讨论探究电表改装的原理。
以小组为单位上台展示，你辩我争。
教师点拨，最后小结。
结论：电表改装的本质原理是，串联电阻分压，并联电阻分流。
继续探究，总结归纳出电表改装的公式：
电压表改装：
电流表改装：
四、测试评价
首尾呼应，解决导入时提出的问题。
例1.如图所示，小量程电流表G的内阻为25Ω，满偏电流为2mA，若把它改装成5V、20V的两个量程的电压表；
那么R1= Ω，R2= Ω。
例2.有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、 c 两个端点时，量程为0.1A。已知表头内阻为Rg=200Ω，满偏电流为Ig=2mA，求电阻R1、R2的值。
以小组为单位探究解决，然后在黑板上展示给全班，各小组之间取长补短，相互借鉴。
老师点拨，小结。
五、总结
电表改装的本质原理是，串联电阻分压，并联电阻分流。
公式
其中，并联的电阻越小，改装的电流表量程越大；
串联的电阻越大，改装的电压表量程越大。
课题：7.2串并联电路 电表的改装 知识点一 串并联电路 1．串联电路特点： (1)等效电阻:R=_______________(2)各处的电流强度相 等:I=________________ (3)分压原理:11R U =22R U …=Rn Un (4)电路两端电压:U= (5)功率分配: 2．并联电路特点：(1)等效电阻: 并 R 1=________________(2)各支路电压相等: (3)分流原理: (4)电路中的总电流：I=________________ (5)功率分配: 要点深化 1.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻__________其中任一部分电路的总电阻. (2)并联电路的总电阻__________其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻. (3)n 个相同的电阻并联,总电阻等于其中一个电阻的_______，即:R 总=_______R. (4)两个电阻并联时的总电阻R=_______,当其中任一个增大或减小时总电阻也 _____________. (5)多个电阻串联或并联时,其中任一个电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小. 2.等效电路 (1)电路的等效原则： ①无电流的支路除去; ②电势相等的各点合并; ③理想电流表可 认为短路,理想电压表可认为断路; ④电压稳定时,电容器可认为断路; 针对训练 1．甲、乙两种由同种材料制成的保险丝，直径分别为0.5毫米和1毫米，熔断电流分别 为2安和6安，把以上两根保险丝各取等长的一段后并联后再接入电路中，允许通过的最大 电流是（ ） A ．6安 B ．7.5 安 C ．8.0安 D ．10安 知识点二 电表的改装 1． 电流表G 的电阻Rg 叫电流表的_______,指针偏转到最大刻度时的电流Ig 叫做___________,此时加在它两端的电压Ug 叫做______________,由欧姆定律可知Ug=_______. 2． 小量成的电流表要改装成量程较大的电压表示需________连一个电阻，要改装成一个量程 较大的电流表需_______连一个电阻。 针对训练 2. 有一个电流表G ，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA 。要把它改装成量程0—3V 的电压表， 要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ 3． 有一个电流表G ，内阻Rg=25Ω满偏电流Ig=3mA 。要把它改装成量程0—0.6mA 的电流表， 要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？
电表的改装 1.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，此时： A. 两只电表的指针偏转角相同 B. 两只电表的指针都不偏转 C. 电流表指针偏转角小于电压表指针的偏转角 D. 电流表指针偏转角大于电压表指针的偏转角 2.用两个相同的G 表改装成量程不同的电流表A 1和A 2，其中A 1的量程是A 2的2倍，现将它们接入电路，下列说法正确的是 A ．若两表串联，则指针偏角12θθ<，两表示数相等 B ．若两表串联，则指针偏角12θθ=，1A 示数大于2A 示数 C ．若两表并联，则指针偏角12θθ=，两表示数相等 D ．若两表并联，则指针偏角12θθ>，两表示数相等 3.两只电压表1V 和2V 是由完全相同的两只电流表改装而成的，1V 的量程为5V ，2V 的量程为15V 。为了测量15 20V 的电压，我们把1V 和2V 串联起来，在这种情况下： A. 1V 和2V 的读数相同 B ．1V 和2V 的指针偏转角相等 C ．1V 和2V 的读数之比等于两只电压表的内阻之比 D ．1V 和2V 的指针偏转角之比等于两只电压表的内阻之比 4.一电压表是由小量程电流表 G 与电阻R 串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值小一些，那么采用下列哪种措施可加以改进（ ） A 、在R 上串联一只比R 小得多的电阻 B 、在R 上串联一只比R 大得多的电阻 C 、在R 上并联一只比R 小得多的电阻 D 、在R 上并联一只比R 大得多的电阻 5.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（ ） A. 图（a ）中的A1，A2的示数相同 B. 图（a ）中的A1，A2的指针偏角相同 C. 图（b ）中的A1，A2的示数和偏角都不同 D. 图（b ）中的A1，A2的指针偏角相同 6.如图所示甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成的电表，关于这两个电表的下列说法正确的是 （ ）
《多用电表的原理》教学设计 大庆市第二十三中学 高二物理教师佟平 20121112
《多用电表的原理》教学设计 一、教材分析 1．教材内容分析： 本节内容《多用电表的原理》是人教版高中物理选修3-1第二章第八节，既是对上一节闭合电路欧姆定律的应用，同时也是物理知识在生活中应用的一个典型例子。多用表的原理包括测电流、测电压、测电阻。关于电流表和电压表的改装已在第四节中讲过。对于欧姆表的原理，教科书没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而是通过例题的方式来讲解欧姆表的原理。先让学生来做一道闭合电路欧姆定律的例题，即承接上节知识，其实质是要把欧姆表这一新知识引入进来，学生通过对例题的分析和解答体会到电阻的变化会引起电流读数的变化，即电阻值与电流表读数具有一一对应关系，通过创造性的联想来渗透欧姆表的原理。在欧姆表的基础上，通过教科书“思考与讨论”“说一说”栏目让学生了解多用表的基本结构和原理。 2．教学重点：欧姆表和单量程多用电表的制作原理。 3．教学难点：理解欧姆表和单量程多用电表的制作原理。 4．教材的处理： 本单元内容可分两节可来处理，本节为第一课时，主要是探究电流表改装成欧姆表、多用电表的原理。 第二课时为学生实验课，练习使用多用电表及相关练习巩固。 二、学情分析： 1．知识基础分析： ①掌握了闭合电路欧姆定律，并已熟练掌握了电路串并联的规律，会利用该定律列式求解相关问题。 ②掌握了电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。 2．学习能力分析： ①学生的观察、分析能力不断提高，具备初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。 ②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。 三、教学目标： 1. 知识与技能 （1）、通过对欧姆表的讨论进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力。 （2）、知道欧姆表测量电阻的原理，理解欧姆表的内部结构和刻度特点。 （3）、了解多用表的基本结构和工作原理。 2. 过程与方法 将理论探讨和实践研究结合起来，让学生在体验中获取新知识，同时也让学生经历了问题解决的过程。 3. 情感、态度与价值观 培养学生探索、发现，勇于创新的精神。 四、教学资源 科教片、PPT课件、探究学案、指针式多用电表、数字式多用电表
实验报告 【实验目的】 1、掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。 2、学会校正电流表和电压表的方法。 3、了解欧姆表的改装和定标。 【实验原理】 1、微安表表头I g和R g的测定 1)Ig：的测定 首先置滑线变阻器滑动触点C 于输出 电压最小处(A 端)，将开关K2 合于“1” 处时，表头G 与微安表串联(图中，微安 表为比待测表头有较高准确度的“标准 表”； 若改用mA 级表头，则“标准表”相应地 改为较高级别的mA 表)。接通开关Kl， 移 动滑动触点C，逐渐增大输出电压，使 表头G 指针偏转到满刻度，此时微安表上读出的电流值即为Ig，记下这个值。 (2)Rg 的测定 保持上述电路状态不变(即不改变电源电压和C 点的位置)，使可变电阻R(采用电阻箱)为较大值，将开关K2 合于“2”处，连渐减小R 的值，使微安表重新指到 Ig 处，此时R 的值即为Rg．这种方法称为替代法． Ig 和Rg 是表头的两个重要参数。在选择表头时，这两个参数值越小越好 2、微安表改装成电流表 并联电阻Rs 的值通过计算可以得到： ( I – Ig )Rs = IgRg 所以 Rs = IgRg / I –Ig （1） 若令n=I/Ig ,则 Rs =(1/n-1)Rg （2） 式中，I 为扩充后的量程，n 为量程的扩大倍数。从式(1)可以算出并联电阻Rs 的值。若将Rs 分成适当数值的多个电阻
串联而成，如图3，在相应点引出抽头，则可得到多量程电流表。 3、微安表改装成电压表 表头所能测量的电压很小(Ug=IgRg)，若耍用它测量较大的电压，可串联一 高阻值分压电阻RH，见图4．由图可知， 该电表的总阻 RH+Rg=U/Ig (3) 所以 RH=U/I – Rg (4) 式中，U 为改装后电表的量程；RH 为分压电阻．在计算RH 值时， 通常还采用另一种方法；先计算将表头改装成1v 的电压表所需要的 总阻(见(4)式)， 它等于l／Ig(称为每伏欧姆数，这是电压表的一个很重要的概念)，然后 根据改装表的量程，将量程乘上1／Ig，再减去表阻Rg，即可确定分 压电阻RH 的值。 多量程的电压表见图5，RH 值可分别计算． 【实验仪器】 滑动变阻器，敏感电流计，电路板，导线，电源，电阻箱 【实验容】 1电流表的改装和校正 (1)按图1 分别测出Ig 和Rg，(或由实验室给定)的值，根据电流表扩充 后的量程J(由实验室给定)，用(1)式算出并选好Rs 的值．(2)用电阻箱作Rs，与表头组成扩充后的电流表，按图8 接好线路。(3)使滑线变阻器滑动端处于电压输出最小处，接通电源，调节滑动变阻器使标准表指示为扩充后的量程I 处，这时改装表也应指在满刻度处，但一般情况下不会完全
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
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”。
电表的改装 一、电压表的改装 （1）电压表的改装原理 将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，就可以测量较大的电压，因此电流表串联一个分压电阻后就成为电压表。 （2）分压电阻的计算 根据串联电路的分压原理有：。解得分压电阻： 若表示量程的扩大倍数（即）则 二、电流表改装 （1）电流表的改装原理 小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 （2）分流电阻的计算 根据并联分流的原理有：解得应并联的分流电阻： 若用表示量程的扩大倍数（即）则 改装成的电流表的内阻为
可见电流表的内阻很小，对于理想的电流表，其内阻可以忽略不计，串联在电路中可以看作短路。 例1、将量程为3.0V，内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表，应联的电阻。 例2、一个电流表的内阻为，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，现将其量程扩大为100A，需要联一个的电阻，此时刻度盘的每个刻度表示 A，新的电流表的内阻为。 三、电表的非常规接法 电表的常规接法是：电流表串联接入电路中，电压表并联接入电路中，如果没有特别声明，可把电表理想化，即认为电流表的内阻，电压表的内阻；电表的接入和取出对电路不产生影响。 实际使用中，电流表内阻很小但不为零，电压表内阻很大但不为无穷大，这就是非理想电表。非理想电表对电路的影响不能忽略。实验时，在特定条件下电表可以采用非常规接法，即电流表并联在用电器两端，电压表串联在电路中，对电表的非常规接法作一分析探讨。 1. 电压表的串联接法 （1）要求测量电压表的内阻时，可以把电压表当做定值电阻串联在电路中，此时电压表的示数就是它两端的实际电压，若用电流表与它串联、由电流表上读出电流示数。用便可计算出电压表的内阻，此接法避免了“伏安法测电阻”的实验中，由于电压表、电流表的接入导致测量值与真实值不符而产生的误差。 例3、某电压表的内阻在之间，现要较精确测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： A. 待测电压表V（量程3V） B. 电流表A1（量程） C. 电流表（量程） D. 电流表（量程0.6A） E. 滑动变阻器R（最大阻值） F. 电源E（电动势4V） G. 开关S，导线若干 （1）所提供的电流表中，应选用（填写字母号）
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
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
电表的改装与校正 实验目的 1. 掌握数字万用电表的使用方法； 2. 掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法； 3. 学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断。 实验原理 1. 将表头改装成多量程电流表： 如图1所示，在表头的两端并联小电阻p R 后串联接入电路，根据 的规律，有 g R U U =， 即 p g g g R I I R I )(-= 可推得 g P g g P P g I R R I R R R I )1( +=+= 由上式可见：如果p R 足够小，则图1中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流。 根据表头的满度电流g I 和内阻g R ，按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联，现将表头改装成g n nI I = ，g m mI I =的两量程电流表，n 、m 为扩大倍数，且n ＜m 。 如图2所示，据串并联电路的欧姆定律，有： （1）开关 K 扳向I n 时，与表头并联的总电阻为 g p R n R R R 1 1 21-= += ① （2）开关K 扳向I m 时，R 2 成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为 )(1 1 21R R m R g +-= ② 由①②两式可得 g R n m n R )1(1-= ，g R n m n m R ) 1(2--= ③ 2. 将表头改装成多量程电压表 如图3所示，若与表头串联大电阻R S 后并联接入电路，根据串并联电路的规 律，有 )(s g g R R I U +=。 由上式可见，对于同一表头g R 和g I ，电阻s R 越大，两端承受的电压越大，于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用。 图1 n 图2 两个量程的电流表 图3
20XX 届高三物理一轮教案串并联电路 电表的改装 教学目标： 1．熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路 2．掌握含容电路的分析与计算 3．掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差 4．掌握滑动变阻器的两种用法 教学重点：串并联电路的特点 教学难点：滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、串并联与混联电路 1.应用欧姆定律须注意对应性。 选定研究对象电阻R 后，I 必须是通过这只电阻R 的电流，U 必须是这只电阻R 两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。 2.公式选取的灵活性。 （1）计算电流，除了用R U I 外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I =I 1+I 2 （2）计算电压，除了用U =IR 外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U =U 1+U 2 （3）计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P =P 1+P 2 对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R =R U 2 以上公式I =I 1+I 2、U =U 1+U 2和P =P 1+P 2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。 【例1】 已知如图，R 1=6Ω，R 2=3Ω，R 3=4Ω，则接入电路后这三 只电阻的实际功率之比为_________。 解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I 1∶I 2∶I 3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U 1∶U 2∶U 3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI ，得P 1∶P 2∶P 3=1∶2∶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
电表的改装教学设计 学习目标： 1.认识电流表的构造、工作原理和三个主要参数。 2.会利用欧姆定律和串、并联电路的特点进行简单的电表改装。 学习重难点： 电流表G改装成电压表和大量程的电流表的理论推导过程 【导课】： ①我们测某电路的电流和电压时，分别要用什么仪器呢？----电流表和电压表 ②如果某电路的电流或电压超过了电流表或电压表的量程，能直接接入电路 测量吗？-----不能。会烧坏 ③那么，用现有的小量程电流表或电压表还要来测大电流或大电压怎么办？ -------要对电表进行改装 【新课】：先来复习串、并联电路的特点。（多媒体展示） 再来对电表进行认识。（阅读课本完成预习案） 一. ：电流表G(表头)： 1. 电流表G及其参数 （1）我们通常所说的电流表G是指灵敏电流计，由于其量程太小，一般情况下不能直接测量电流，而是用于检测有无电流和电流的方向，或作为 改装大量程的电流表和电压表的表头使用。 （2）表头的构造：永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动线圈 （3）主要参数：电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏 电流，又叫做电流表的量程；指针偏转到最大刻度时，电流表两端的电压叫 做满偏电压。由欧姆定律可得。 【引题】电流表G也能测电压，只需要把表盘上的刻度改成相应的电压值。那么如何改装成大量程电压表？ 二：电流表G改装成电压表： 1.电压表的改装原理：将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，起到分压作用，因此电流表串联一个分压电阻后就改装成为电压表。
2.分压电阻R分压的计算： 设：待测大电压为U 的电流相等Ig. 由串联电路特点知：通过Rg和R 分压 根据串联电路的分压原理有： 解得分压电阻： 若表示量程的扩大倍数（即） 则 改装后的电压表的内电阻：R V=nR g 小结：量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大，电压表的内阻越大。 注意：对于理想的电压表，其内阻很大，通过的电流很小，并联在电路中可以看作断路。 三：电流表G改装成大量程电流表 （1）电流表的改装原理：小量程的电流表G测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 的计算： （2）分流电阻R 分流 设:待测大电流为I. 的电压相等Ug 由并联电路的特点：夹在R g和R 分流 根据并联分流的原理有：I g R g=(I-I g )R 分流 解得应并联的分流电阻： 若用表示量程的扩大倍数（即） 则
第38课时电表的改装电阻的测量黑盒子问题（b ） 易错现象 1、易不分具体情形，而将电表都处理成理想电表，实际咨询题中非理想电表能够看成是一个专门的电阻，一个能够测出通过自身电流和加在自身两端电压的专门电阻。 2、电阻的测量咨询题中对大电阻和小电阻的测量〔伏特表和安培表的测量〕易错搬用伏安法。 3、实物图的连接咨询题易出错。〔该咨询题在实验中作具体讨论〕 纠错训练 1、在如图38—B--1所示电路中， R 1=390Ω,R 2=230Ω，电源内电阻r=50Ω，当K 合在1时，电压表的读数为80V ；当K 合在2时，电压表的读数为U 1=72V ，电流表的读数为I 1=0.18A ，求：〔1〕电源的电动势〔2〕当K 合在3时，两电表的读数。 2、某电压表的内阻在20k Ω~50k Ω之间，现要 测量其内阻，实验室提供以下可选用的器材： 待测量电压表V 〔量程3V 〕 电流表A 1〔量程200μA 〕 电流表A 2〔量程5mA 〕 电流表A 3〔量程0．6A 〕 滑动变阻器R 〔最大阻值1k Ω〕 电源ε〔电动势4V 〕 电键K 〔1〕所提供的电流表中，应选用________〔填写字母代号〕。 〔2〕为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在图38—B--2中方框中画出符合要求的实验电路图〔其中电源和电键及其连线已画出〕。 检测提高 一、选择题： 1、一电压表由小量程电流表G 与电阻R 串联而成，如图 38—B--3所示，假设在使用中发觉此电压表的示数总比准确值稍小一些，采纳以下哪种措施可能加以改进[ ] A ．在R 上串联一比R 小得多的电阻 B ．在R 上串联一比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 2、用伏安法测电阻时有如图38—B--4所示的甲、乙两种接法， 下面讲法中正确的选项是[ ] A 当R x ＜＜R A 时，用甲种接法误差较小，当R x ＞＞ R A 时，用乙种接法误差较小 B 当R x ＞＞R A 时，用甲种接法误差较小，当R x ＜＜R A 时，用乙种接法误差较小 C 当R x ＜＜R A 时，用甲种接法误差较小，当R x ＞＞R v 时，用乙种接法误差较小 D 当R x ＞＞R v 时，用甲种接法误差较小，当R x ＜＜R A 时，用乙种接法误差较小 3、关于欧姆表使用的以下正确的选项是[ ] A ．测电阻前要使红、黑表笔相接，调剂调零电阻，使表头的指示电流为零 B ．红表笔与表内电池的正极那边相连，黑表笔与表内电池负极那边相连 C ．红表笔与表内电池的负极那边相连，黑表笔与表内电池正极那边相连 D ．测电阻时，表针偏转角越大，被测电阻越大 4、在如图38—B--5 所示的部分电路中，ab 间电压为4伏时，表头G 的指针刚好满偏；ab 间电压为3伏时，如仍要使表头的指针满偏，那么下面措施中 可行的是[ ] A ．R2不变，增大R1 B ．R2不变，减小R1 C ．增大R1，减小R2 D ．增大R2，减小R1 5、用伏安法测量未知电阻R x 的数值，R x 约为几百欧，电压表内阻为5k Ω，电流表内阻为0．05Ω，为减少测量值R x 的误差，应选择的电路是图38—B--6中的哪一个？[ ] 6、两块电压表V 1和V 2是由完全相同的电流表改装成的，V 1的量程是15V ，V 2的量程是5V ，为了测量5~20V 的电压，把V 1和V 2串联起来使用，在这种情形下[ ] 图38—B--1 图38—B--5 图38—B--2 图38—B--6 图38—B--3 图38—B--4
《电压表和电流表的改装》教学设计 一、设计思想 复习电路串并联知识，以电流计为主线，开始即用问题引入，让学生思考如何用额定电流较小的电表测量大电流，如何用额定电压较小的电表测量大电压？学生可以运用刚学习的串并联电路知识思考，深化学生认识；通过例题，让学生亲自计算、设计，提高学生解决问题能力。最后通过多量程电表的练习题，进一步拓展学生对这部分知识的应用。二、教材分析 按教材，电表的改装并未单独成节，而是在串并联电路里，以习题的方式呈现但电表的改装是高考的一个重点内容，通过这个内容的学习，可以让学生知道如何设计电路，如何进行误差分析，因此有必要详细深入的讲解，让学生从根本上搞清其原理和相关知识。 三、学情分析 学生已经有串并联知识基础，但对串联分压、并联分流的思想还没有强化，应用起来有困难，需要通过本节课的学习进一步提高。 高二的学生（尤其是理科）也需要进行独立思考、分析来获得思维的提升。教师应当充当指导者角色，由学生自主设计出电表改装方案。 四、教学目标 1、知识与技能：了解小量程电流表的工作原理及基本参数，理解将小量程电表改装成大 量程电流表及电压表的方法。 2、过程与方法：通过自主设计解决电表量程扩大的问题，进一步熟悉串并联电路的特点， 提高灵活运用的能力。 3、情感态度与价值观：通过对实验设计培养学生实验技能与科学素养。 五、重点难点
G 重点：电流表、电压表改装原理的理解 难点：改装后电表的串并联应用 六、教学方法 启发式提问、讲解法、学生自主学习法 七、教学过程 （一）复习串并联知识 （二）介绍电流计， （三）思考与讨论，（如右图)抛出问题引入新课 如图所示，为某一电流表G的刻度盘，如果图中电流表的内阻是100Ω，请在这个刻度盘上对应1、2、3的下面标出相应的电压数值（单位为V）．学生思考讨论时间画电路图。 【问题】如何用小量程的电表（电压或电流）测量大电压或电流？画出电路图来。 电压表：串联一个电阻分压；电流表：并联一个电阻分流。 （四）相互讨论，新课教学 利用实物投影展示同学们的实验方案[电路图]，归纳总结：同学们用的是什么原理？[串联分压，并联分流] Ig
电表的改装 【设计思想】 本节课的设计思路是：通过问题如何在大电流、大电压的电路中正常使用额定电压、额定电流较小的用电器入手，深化学生对串联分压、并联分流作用的认识；并进行知识迁移，学生合作设计改装电表，加深理解的同时提高学生灵活运用能力；最后设置关于两个电表的串、并联使用的练习题在理解电表改装原理基础上，进一步拓展提升学生对这部分知识的应用。 【教材分析】 电流表、电压表的改装这部分内容在教材上并没有单独成节，而只是作为串联、并联电路的一个应用，以习题的方式呈现。目的是强调欧姆定律的应用，通过对电流表量程的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使串并联知识得以拓展。着眼点仍然在于基本的物理规律，以学生自主推导分析为主。另一方面，电表的使用在整个恒定电流部分都是重点，尤其是关于电路的设计、误差的分析，对电表的结构要求很高，而这些又是高考实验的重点和难点。所以对电表的改装，需让学生从根本上搞清楚原理和设计思想。 【学情分析】 从学生已有的知识来看：电表的改装建立在欧姆定律、串并联电路基础上，这两部分知识在初中都已初步学习，在前一节也做过系统的讲解分析，所以学生的理论基础已充足，但是对串联分压、并联分流思想没有强化过，对其应用就更困难了，需要指导激活。 从学生的认知特点来看：高二的学生经过高中一年抽象思维的训练已经能初步进行深层次的思考，尤其是理科班的学生，其自身也不再满足于简单的听懂，更希望通过自己的思考获得知识，提升思维。 因此通过导学案问题设计的引导，学生可实现自主推导设计电表改装，并分析电表应用带来的问题。这也是本节课的关键所在。 【教学目标】 一、知识与技能： 1.知道小量程电流表G的工作原理、基本参数（满偏电流、满偏电压）及其关系。 2.知道小量程的电流表G在电路中就相当于一个电阻。 3.弄清将小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程的电流表的原理。 4.学会将小量程电流表G改装成大量程的电压表和大量程电流表的方法，并会改装。 5.会在电路中正确使用改装后的电表。 二、过程与方法： 通过小组自主学习，合作探究出把小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程电流表的方法，并体会串并联电路在电表改装中的作用，深刻理解改装原理，并对方法进行总结。 三、情感态度与价值观： 1.将电路的串并联规律应用到电表改装上，提升学生知识的迁移能力，自主设计能力，让学生体会成功的喜悦，增强学生的自信心和学习兴趣。
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
精心整理 电表改装专题训练 1、把电流表改装成电压表的实验中所用电流表G 的满偏电流I g =200μA ，内阻估计在400~600Ω之间。 （1）按图1测定电流表G 的内阻R g ，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下： A ．滑动变阻器（阻值范围0~200Ω） B ．滑动变阻器（阻值范围0~1750Ω） C ．电阻箱（阻值范围0~999Ω） D ．电阻箱（阻值范围0~99999Ω） E ．电源（6V ，内阻不计） F （2）此电（3）图2（4Ω。 2、A B C D 3① ④如串联一个阻值为g R /n 的定值电阻，就可以改装为一个量程是(n –1)g I g R 的电压表 A ．①③正确 B ．②④正确 C ．①④正确 D ．②③正确 4、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为A I g μ50=，表头电阻Ω=k R g 1，若改装成量程为I m =1mA 的电流表，应并联的电阻阻值为_______Ω。若将改装后的电流表再改装成量程 为U m =10V 的电压表，应再串联一个阻值为__________Ω的电阻。（结果保留3位有效数字） 5、（多选）用甲乙两个相同的电流表表头改装成量程分别为5V 和10V 的电压表，串联后测量12V 的电压，则
（） A ．两表的电压示数相同，均为6V B ．两表头的指针的偏角相同 C ．两表头的指针的偏角不相同 D ．两表的电压示数不同 6、（多选）如图所示，电流表1A （0—3A ）和2A （0—0.6A ）由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（） A ．12A A 、的读数之比为1:1 ； 接如 【易错提示】电表改装之后，表头的三个参量g I 、g U 和g R 是不变的，量程发生了变化是因为有电阻分了电压或电流。电表的改装本质上是电阻的串、并联问题，进行计算时只要把表头G 看成一个电阻g R 即可，切记通过表头的满偏电流g I 是不变的。 2、BC 由甲图所示可知，G 与电阻R 并联，甲图是电流表，R 增大，R 的分流较小，电流 表量程减小，故A 错误，B 正确；由乙图所示可知，G 与R 串联，乙表是电压表，R 增大 时，变阻器分担的电压增大，电压表量程增大，故C 正确，D 错误。 【名师点睛】本题考查电表改装原理的理解能力。当电流计的指针满偏时，电流表或电压表的指针满偏，所测量的电流或电压达到最大值。
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