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恒定电流 五
一、小量程电流表改装成电压表 1、实验目的：
(1)知道用“半偏法”测电流表内阻的原理；
(2)会根据实验原理选择实验所需器材；
(3)把小量程的电流表改装为电压表，并把改装后的电压表与标准电压表进行校对。 2、实验原理：
一个电流表有二个重要参量，即I g 和R g ，其额定电压为U g ＝I g R g ，由于I g 很小(几百微安～几十毫安)，U g 通常为几百欧姆，故U g 比较小．为测量较大的电压值，可在电流表上串联一个大阻值的电阻R ，把R 作为电流表内阻的一部分，这样的电流表就可分担较大的电压，改装后作为电压表使用．如图1所示． 3、实验器材
电流表(表头)、电位器(4.7k Ω)、变阻器(0～50Ω)、电阻箱(0～9999.99Ω)、电源、开关(两个)、标准电压表(量程与改装后的电压表量程相同)及导线若干． 4、实验步骤
(1)测量电流表的内电阻R g
先按如图2所示电路图连接电路，断开S 2，接通S l ，把电位器R 由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使电流表的指针达到满偏为止，这时电位器R 的阻值不得再调整，接通S 2，调整电阻箱R ′的阻值，使电流表的指针恰好偏转到满偏的一半，读出电阻箱R ′的阻值，就是电流表的内电阻R g 。 (2)将电流表改装为电压表
①改装量程为2V 的电压表，按公式R x =
g
I U
-R g ，计算分压电阻R x 的值． ②按图4把电流表和电阻箱串联起来，选用电阻箱的阻值等于分压电阻R x 的值． ③改装后的电压表表盘的刻度值，按公式U =
m
I I ·U m 来计算．其中U m 是改装后电压表的量程．
(3)改装后的电压表跟标准电压表核对 ①按图3连接电路．
②闭合开关S ，调整滑动变阻器滑片，使改装的电压表的读数分别是0.5V 、1.0V 、1.5V 、2.0V 等，看标准电压表的读数是否与它一致．
③改装的电压表的读数是满刻度U m 时，看标准电压表的读数U 0，计算满刻度时的百分误差。 5、数据处理
(1)从电流表的刻度盘上读出其满偏电流I g ，根据测出的内阻R g 计算电流表的满 偏电压U g ＝I g R g ， (2)根据公式R x =
g
I U
-R g 计算分压电阻R x 的值 (3)根据改装后校对时的U m 和U 0计算满刻度时的百分误差，即δ=m
m U U -U 0
×100%，例如改装的电压表在满刻度3V 时，标准电压表的读数为3.1V ，满刻度时的百分误差就是δ=1
3133.. =3.2%。
6、注意事项
（1）、滑动变阻器的阻值很大，在闭合S 1前，其阻值应调至最大. （2）、电阻箱R ′不能用滑动变阻器替代.
（3）、在S 2闭合后,不能再调节R,以保持电路中总电流不变. （4）、测电表内阻时,必须确保R R ′.
（5）、校对改装的电表时,要从零开始连续校对,则滑动变阻器必须接成分压式
.
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（6）、弄清改装后电流表的表盘上刻度示数的大小.
（7）、本实验比较复杂，因此必须先把实验步骤确定好。第一步：测R g ；第二步：计算分压电阻R x ，并将R x 与电流． 7、误差分析
利用“半偏法”测出电流表内阻R g =R '，事实上当S 2闭合后电路结构已发生变化，导致线路总电阻R 总减小，由闭合电路的欧姆定律I =
r R E
+知，线路上的电流增大，当流过电流表的电流为2g I 时，流过电阻箱的电流大于2
g I ，故知R '内阻测小的电流表改装成电压表后，电压表内阻的真实值比计算值大，故改装量程偏大．
二、把电流表扩大量程
如图所示,由并联电阻分流的原理可知,(I 0-I g )/I g =R g /R x Rx=I g R g /（I 0-I g ）
（设I 0=nI g ）Rx=
g R n 1
-即量程扩大n 倍，需并联R x =
g R n 1
-的电阻.
1、一电流表的满偏电流I g =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（ ）
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
2、一电流表的满偏电流为I g =50μA ，内阻R g =2k Ω，给它并联一个0.02Ω的电阻后，其量程将达到A 。
3、一个电流表的满偏电流I g =1mA ，内阻R g =500，要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上（ ） A ．串联一个10k Ω的电阻 B ．并联一个10k Ω的电阻C ．串联一个9.5k Ω的电阻 D ．并联一个9.5k Ω的电阻
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4、一个电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，若在使用中发现电压表读数总比正确值稍小一些，采用哪种方法可以改进()
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：因为电压表是由电流计和一个电阻串联而成的,电压表的示数是取决于留过电流计的电流. 此时读数稍小,就说明I 偏小,所以R 梢大,就得将R 减小,所以选并联 而并联电路的总电阻是【取决于小电阻】.
5．一个电阻为300Ω的灵敏电流表，满偏电流为2mA ．如果按图所示把它改装成量程为lA 和10A 两个量程的电流表，求R 1和R 2的阻值；R 1的阻值为0.06Ω，R 2的阻值为0.54Ω。
6、实验图8-4是“半偏法”测电流表内阻的电路图，图中R 是__________，R ′是__________，正确连接后，实验步骤如下：
A ．合上开关，调整R 的阻值，使电流表指针偏转满刻度
B ．断开，记下R ′的阻值
C ．合上开关，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
D ．断开，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，因为并入R ′后电路的总电流会变__________，故的真实值比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 调整至G 满偏后不能再动，闭合后，通过调整R ′来使G 达到半偏，这样． 正确顺序应为DACB ；只有当R ′比R 小的多时，闭合后R ′的接入对电路的影响才可忽略，从而近似认为
．因为并入R ′后电路总电阻变小故电流会变大，因此的真实值比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
7 用半偏法测电流表G 内阻，如实验图8-5所示，将下列说法中正确的选出来( )．
A ．开关接通前，R 必须调节到高阻值处
B ．开关接通后，R 的阻值无需调节
C ．当电流表示数从满偏电流调到半偏电流时，R ′中电流稍大于
D ．R 阻值的大小，对实验误差没有影响
g R 1S 1S 2S 21S S 、'R
R g
=
g R 2S 'R R g =2S 'R R g =g R g R 1S 2S g I 2/I g 2/I g
