实验：把电流表改装为电压表

高二物理电学实验把电流表改装成电压表【实验目的】1.掌握半偏法测电流表内阻的实验方法；2.了解电压表的改装过程和原理。

【实验原理】1.改装原理：串联电阻的分压原理，改装电路如图所示。

2.改装电流计，需要知道它的三个数据：满偏电流I,满度电压6和内电阻&・这三个数据中，知道任何两个，就可以由欧姆左律算岀第三个, 其中匚可以从刻度盘上直接读岀.若将电流表改装成量程为U的伏特表，则应串联的电阻3.表头内阻采用半偏法测虽:，电路如图88-2所示.（1）先合上S,,调节R使G满偏；（2）再合上S” 调节R'使G半偏，注意此时R不能重调：（3）R为电位器，R'是电阻箱，R的值要远大于R'的值.4.改装后的电压表的校准：实验电路如图所示.5.实验步骤：（1）测电流表的内阻：（2）计算出串联电阻值，对电流表进行改装：（3）1.本实验比较复杂，因此先必须把实验步骤确左好：第一步测凡：第二步：计算分压电阻&：第三步校对改装后的伏特表.2.测电流表的内阻时，闭合S’前，变阻器R应调至电阻最大值，以免闭合S：后通过电流表电流过大，而损坏电流表.若变阻器调至最大后，试触S：还超过了电流表疑程，则应再串联一个定值电阻或降低电源电压.3.S：闭合后，在调节R'时，不能再改变R的阻值，否则将改变电路的总电流，从而影响实验的精确度.4.在校准电路中，要对改装表从零到满量程校准，所以变阻器必须采用分压式接法. 【典型例题】例1 （2001年理综）实脸室中现有器材如实物图所示，有：电池E,电动势约10 V,内阻约1Q；电流表A：,量程10 A内阻口约为0.2Q：电流表A：,量程300 mA,内阻r=约为5 Q :电流表能，量程250 mA,内阻口约为5Q：将改装后的电压表与标准表校准。

【注意事项】电阻箱最大阻值999. 9 Q，阻值最小改变量为0. 1 Q ：滑线变阻器R：,最大阻值100 Q；开关S,导线若干.要求用图所示的电路测立图中电流表A的内阻.（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测岀其内阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路.（3）______________________________ 你要读出的物理量是.用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______________ .例2用半偏法测电流表G的内阻Rg.如图所示。

把电流表改装成电压表把电流表改装为电压表：（一）目的：1.练习把电流表改装成电压表，加深对串联分压作用的理解；2.学会用分流法测定电流表的内阻，进一步理解并联分流的原理； 3.掌握确定改装电压表的百分误差的方法。

（二）原理：1.电路的串并联特点；2.部分电路欧姆定律；（三）器材：电流计，直流电压表，滑动变阻器，电阻箱，干电池，单刀开关，导线若干。

（四）实验步骤：1．用半偏法如图实14-1电路测定电流表内阻rg。

（1）先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏；（2）将电阻箱R′的阻值调到最小，闭合S2，这时电G的示数很小。

调节R′，使电流表指针正好指到满刻度半，即达到半偏。

流表的一图实14-1（3）记下电阻箱R′的阻值，它就是电流表内电阻rg的阻值。

当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。

（当R比R/大很多时，调节R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。

实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流略有增大，当电流表半偏时，通过R/的电流比通过电流表的电流稍大，即R/比rg稍小，因此测量的系统误差总是使rg的测量值偏小。

其中R不必读数，可以用滑动变阻器（要求阻值较大，实验室中一般的滑动变阻器达不到要求）也可用电阻箱，R′需要读数，所以必须用电阻箱。

2．把电流表改装为电压表：根据rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。

（1）根据上面实验结果计算出电流表的满偏电压Ug＝Igrg，为了将它的量程扩大到U，则它的量程扩大的倍数为n=U/Ug，故应串联的分压电阻为R=(n-1) rg。

（2）将电流表与电阻箱串联，使电阻箱阻值为R=(n-1) rg，即组成量程为U的电压表。

（3）弄清改装后表盘的读数：首先明确表盘上每格表示多少伏。

电流表的原量程为300微安，最大量程处标的是“30”，表盘上“0－30”之间是15格，改装成2伏的电压表后，每一格应表示2／15伏，如果指针指在110微安刻度上，实际电压是2×（110／300）＝0．73伏，如果指针偏转3格，实际电压是（2／15）×3＝0．40伏。

设计与创新能力:要求考生将教材中的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,以完成新的实验要求的设计性实验,将逐步取代对原教材中实验的考查。

[实验目的]1．将电流表改装为电压表2．用半偏法测电流表内阻[实验原理]（1）半偏法测电流表内阻我们用图可以测电流表的内阻r g。

图中的R为 ,R′用。

（2）设电流表的满偏电压为U g,内阻为r g,则要将电流表改装成量程为U的电压表,则电阻R= 。

在方框中画出实验电路图（写推导过程）[实验器材]电流表,学生电源（10V）,电键,导线若干,电压表（用于校准）还需要[实验内容]一．半偏法测电流表内阻1．按图连接电路,电键S1闭合前,R接入电路阻值最大2．闭合S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度（注意量程）3．合上开关S2,调整R′的阻值,使电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半,记下此时的R′4．当R比R′大很多时,可以认为r g=R′电流表内阻r g=二．将电流表改装成电压表1．改装成量程为U=2V,则需要 联的电阻R =2．连接电路:将分压电阻R 与电流表串联,引出二个接线柱,并将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。

3．校对电压表①按如右图所示的电路连线。

②先将触头移动到最左端,然后闭合电键,移动触头位置,使改装后电压表的示数从零逐渐增大到量程,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=100"⨯-UUU ℅将数据填入下列表格中。

[注意事项]1．半偏法测电阻时,滑动变阻器的阻值R 1应远大于电流表内阻。

2．闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确,应使回路电流最小。

3．校对改装后电压表时,应采用分压式电路,变阻器阻值应较小,使改装电压表的示数从零开始增加。

[问题与讨论]1、半偏法测电阻时,为什么当R 比R ′大很多时,可以认为r g =R ′？2、试分析本实验中采取的“半偏法”测电流表内阻的系统误差。

3、如何将满偏电压为U g ,内阻为R V 的电压表改装成量程为I 的电流表？ [基础练习]1．有一量程为0、6A 的电流表,其刻度盘如右图13-3所示,今在此电流表的两端并联一电阻,其阻值等于该电流表内阻的1/2,使之成为一个新的电流表,则此时刻度盘上的每一个小格表示 A 。

电流表改装成电压表1．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。

2．实验原理电流表G （表头），由欧姆定律满偏电压U g =I g R g ，如图所示。

电流表的满偏电流I g 满偏电压U g 一般都很小，测量较大电压时，要串联一个电阻， U AB =I （R g +R ），即U AB ∝I ，（至于电表刻度盘，只需要把原来的电流表刻度盘的每一刻度数值扩大为原来的（R g +R ）倍，即得到改装后电压表的表盘。

）3．实验器材电流表、电阻箱、电源、电键2个，滑动变阻器两个（总阻值一个很大或换做电位器，另一个很小），标准电压表，开关导线。

4．实验步骤⑴用半偏法测电阻①按图方式连结电路②先将变阻器R 1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S 1断开S 2，移动触头位置，使电流表指针指在满偏刻度处，再闭合S 2，改变电阻箱R 2阻值，使电流表指针在21I g 刻度处，记下此时电阻箱的阻值R /，则R g =R /。

⑵改装电流表为电压表①计算分压电阻R 的值：将量程U 量，满偏电流I g ，电流表内阻R g 代入U g =I g （R g +R ）即可求出电阻R 的值。

②将分压电阻R 与电流表串联，引出二个接线柱，并将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。

⑶校对电压表①按图所示电路连接。

②先将触头移动到最左端，然后闭合电键，移动触头位置，使改装后电压表的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，并计算中心满刻度时的百分数误差=%100⨯-准准量U U U 。

5．注意事项⑴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。

⑵闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确。

⑶校对改装后电压表时，应采用分压式电路，且变阻器阻值应较小。

6．误差分析利用半偏法测电阻R g 时，由于闭合电键S 2后，电路的总阻减小，使干路电流大于电流表的满偏电流I g ，故当电流表半偏时，流过电阻箱的电流大于21I g ，此时，电阻箱阻值小于R g ，故R g 测<R g 。

拾躲市安息阳光实验学校实验把电流表改装为电压表测定电源的电动势和内电阻1．(7分)(2009·高考全国Ⅱ)图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I 图线．用此电源与三个阻值为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V.则该电路可能为 ( )【解析】本题考查测电源的电动势和内电阻及电路的有关知识，意在考查考生综合运用电路知识和实验的有关方法解决问题的能力；由图可知，E＝U m ＝6V，U＝4V时，I＝4A，因此有6＝4＋4r，解得r＝0.5Ω，当路端电压为4.8V时，U内＝E－U＝6－4.8＝1.2(V)，由UU内＝Rr，所以R＝UU内r＝4.81.2×0.5＝2(Ω)，由电阻的串联知识可知，正确答案为B.【答案】B2．(7分)用图所示电路测量电池电动势和内阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为R V1、R V2，且R V1>R V2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为R A1、R A2，且R A1>R A2，在实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是( )A．V1与A1B．V1与A2C．V2与A1D．V2与A2【答案】AB3．(9分)(2009·安徽理综)用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6A、3A)(b)电压表(量程3V、15V)(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)．那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________．【解析】本题主要考查的知识点是测电源的电动势和内电阻，意在考查考生对电学实验器材的选择能力和误差分析能力．【答案】(1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流4．(9分)(2009·北京理综)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一个这个电池的电动势E 和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω，可当电阻用)、一只电流表(量程I g ＝0.6A ，内阻r g ＝0.1Ω)和若干导线．①请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求，设计图1中器件的连接方式，画线把它们连接起来．②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图2所示．处理实验数据时，首先计算出每个电阻值I 的倒数1I ；再制作R —1I坐标图，如图3所示，图中已标注出了(R ，1I)的几个与测量对应的坐标点．请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3上．③在图3上把描绘出的坐标点连成图线．④根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝__________V ，内电阻r ＝__________Ω.【解析】 本题考查测量电源电动势和内阻实验的设计和数据处理，意在考查考生实验设计的能力和处理实验数据的能力等．①先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E ＝I (R ＋r )知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．②由电表可读出此时电流为0.50A ，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点．③剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线．④将欧姆定律的表达式E ＝I (R ＋r )变形得R ＝EI－r ，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系．将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为－r ＝－0.3，则电阻为0.3Ω，直线的斜率为k ＝E ＝5.6－2.64－2＝1.5(V)．【答案】 ①见图1 ②见图2 ③见图2 ④1.5(1.46～1.54) 0.3(0.25～0.35)5．(9分)(2009·高考海南卷)图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图．图中S 为开关，R 为滑动变阻器，固定电阻R 1和内阻之和为10000Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多)，为理想电流表．(1)按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S 前，将滑动变阻器的滑动端c 移动至__________(填“a 端”、“”或“b 端”)．(3)闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑动端c 至某一位置，读出电流表和的示数I 1和I 2.多次改变滑动端c 的位置，得到的数据为在图312I1—I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝__________A.【答案】(1)连线如图1所示．(2)b端(3)如图2所示．(4)1.49(在1.48～1.50范围内同样给分) 0.60(在0.55～0.65范围内同样给分)(5)2.5(在2.3～2.7范围内同样给分)6．(12分)(2009·扬州模拟)测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V，r 约为1.5Ω)．器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R＝8.5Ω，滑动变阻器R′(0～10Ω)，开关S，导线若干．(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．(2)用笔画线代替导线在下图中完成实线连接．(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)【答案】(1)(2)如图(3)I1U2－I2U1I1－I2U2－U1I1－I2－R7．(12分)(2009·杭州模拟)用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：A电压表：0～3V～15VB电流表：0～0.6A～3AC变阻器R1(总电阻20Ω)D变阻器R2(总电阻100Ω)；以及电键S和导线若干．(1)画出实验电路图(标明变阻器规格)．(2)如图所示的U—I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E＝________V，r＝________Ω.(3)若只选用两组数据，用欧姆定律算出E、r，有可能误差较大，若选用第________和第________组数据误差最大．【解析】(1)电路图如答案图(2)如图，由纵轴截距可得电动势E＝1.5V，由r＝|ΔUΔI|，可得干电池的内阻r＝0.5Ω.(3)5、6组数据误差较大．【答案】 (1)电路图如图所示 (2)图见解析 1.5 0.5 (3)5 68．(12分)按右图所示的电路测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r ，其中R 为电阻箱，R 0为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A.实验室提供的器材如下：电流表(量程0～0.6～3.0A)，电阻箱(阻值范围0～999.9Ω)，定值电阻若干，开关、导线若干．(1)在下面提供的四个电阻中，保护电阻R 0应选用________(填写阻值相应的字母)．A ．5ΩB ．20ΩC ．100ΩD ．1Ω(2)根据电路图，请在图甲中画出连线，将器材连接成实验电路．(3)实验时，改变电阻箱R 的值，记录下电流表A 的示数I ，得到若干组R 、I 的数据．根据实验数据绘出如图乙所示的R －1I图线，由此得出电池组的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比________，内电阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”、“偏小”、“相等”)【解析】 (1)两节干电池的电动势E ＝3V ，电路工作电流不超过0.5A ，电路中的最小电阻R ＝E I ＝30.5Ω＝6Ω，而R ＝R 0＋r ＋R A ，故R 0选5Ω，A 正确．(2)见答案(3)由闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋R A ＋R 0＋r )得R ＝E ·1I －(R A ＋R 0＋r )，在R －1I 图象中E 为图象的斜率E ＝2410－2V ＝3.0V ，图线在R 轴上的交点为R A ＋R 0＋r ＝6.0Ω，所以R A ＋r ＝r 测＝6.0Ω－R 0＝1.0Ω，测量的内阻应为r ＋R A ，故偏大，A 读数是流过电流表的真实电流，因而电动势无误差，测量值与真实值应相等．【答案】 (1)A(2)连接如图(3)2.9～3.0 0.9～1.1 相等 偏大9．(12分)右图是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约为100Ω左右，满偏电流为500μA，有电池作电源．(1)实验室配有的可变电阻是A ．电阻箱，阻值范围为0～10ΩB ．电阻箱，阻值范围为0～9999ΩC ．电位器，阻值范围为0～200ΩD ．电位器，阻值范围为0～20kΩ在上述配有的可变电阻中，电路图中的R ′应选用________；R 应选用________(填字母代号)．(2)某学生的实验步骤如下：①先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针指到满刻度②合上S2，调节R′和R的阻值，使电流表的指针指到满刻度的一半③记下R′的阻值指出上述实验步骤中有什么错误？答：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________.(3)如果按正确实验步骤测得的R′的阻值为100Ω，已知电流表的满偏电流为500μA，现在要把它改装成2V的电压表，则串联的分压电阻R串为________Ω.【解析】(1)电流表的内阻约为100Ω，故R′应选用B；为减小用半偏法测电流表内阻的系统误差，必须满足R′≪R，故R应选用D.(3)由2V＝500μA ×(R串＋R′)解出R串＝3900Ω.【答案】(1)B D (2)合上S2后，就不能再调节R的阻值(3)390010．(13分)现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50μA，电阻约为800Ω～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值为20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值为100kΩ；电阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V(所有电池内阻均不计)；电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3、S4；电阻丝及导线若干．(1)采用如下图(甲)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________；选用的电池为________．(2)将G改装成两量程电流表．现有两种备选电路，如图(乙)、(丙)所示．图________为合理电路，另一电路不合理的理由是______________________________________________．【解析】(1)用此电路测量表头内阻的方法是半偏法．S1断开和S1闭合的两次操作中要求干路电流近似不变，而满足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远远大于R g，因此滑动变阻器应选用R2.根据闭合电路欧姆定律可知，电源电动势E越大，R2越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以电池应选用E3.(2)图(乙)所示的电路较合理．因为图(丙)所示电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，可能导致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏．【答案】(1)R2E3(2)(乙) 理由见解析。

实验十一把电流表改装成电压表(一)实验目的1.学会测量电表内阻的方法——半偏法;2.把小量程的电流表改装为电压表并把改装的电压表跟标准电压表进行校准;3.学会使用电阻箱.(二）实验原理1.没经改装的小量程电流表G，其最大量程Ig一般从几十微安到几毫安，电流表的内阻Rg一般也在100 Ω左右，因此电流表允许加上的最大电压Ug=Ig\5Rg是一个比较小的电压.2.要想测量大的电压,就需要把电流表G改装,根据串联电阻的分压作用,给电流表串联一个阻值较大的电阻,从而限制流过电流表的电流不超过其满偏电流,这样把电流表及与其串联的电阻一起作为电压表,则该电压表可以测量较高电压.(三)实验仪器小量程电流表、电阻箱、开关(两个)、标准电压表、滑动变阻器、学生电源.(四)实验步骤1.半偏法测量电流表的内电阻Rg,先按如图所示电路图连接电路,断开S2,接通S1,调节滑动变阻器的阻值R,使电流表的指针达到满偏为止;再接通S2,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Rg.2.将电流表改装为电压表,改装量程为UV的电压表,按公式Rx=UV/Ig-Rg计算分压电阻Rx的值.按下图把电流表和电阻箱串联起来,选用电阻箱的阻值R′等于分压电阻R x的值.改装后的电压表表盘的刻度值,按公式U=IU m/Ig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校准.(1)按下图连接电路.(2)闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使改装的电压表的读数分别是0.5V\,1.0 V\,1.5 V\,2.0 V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为δ=m 00U U U -×100%. 例如改装的电压表在满刻度3 V 时,标准电压表的读数为3.1 V,则该电压表满刻度时的百分误差δ=3 3.13.1-×100%=3.2%. (五）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.6.弄清改装后电流表的表盘上刻度示数的大小.(六)实验误差的来源与分析1.本实验存在系统误差,只有当R R ′时,才有r g =R ′.2.由于电流表允许通过的电流太小,也影响了实验测量结果的准确性.3.R ′使用电阻箱,阻值调节本身就不连续,也是误差来源之一.解 题 技 法一、电流表改装成电压表技法讲解 如图所示，电流表的基本参量为Ug 、Rg 、Ig ，与R 串联后，最大电压为：U=I g （R g +R ），（U=nU g ，设n 为扩大倍数）即R=（n-1）R g .典例剖析例1有一电流表,内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=3 mA,现将它改装为6 V 的电压表,如何改装?二、把电流表扩大量程技法讲解如图所示,由并联电阻分流的原理可知,(I 0-I g )/I g =R g /R xRx=I g R g /（I 0-I g ）（设I 0=nI g ）Rx=gR n 1-即量程扩大n 倍，需并联R x =gR n 1-的电阻.典例剖析例2已知电流表的内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA,要把它的量程改为0.6 A,应并联多大的电阻?三、用半偏法测电流表的内阻技法讲解用恒流半偏法测电流表的内阻（1）按如图所示连接电路（闭合开关前，先将滑动变阻器R 触头位置移至最左端，使其连入电路的有效电阻最大，以免损坏电表）.闭合开关S1,缓慢移动触头,使电流表指针指在满偏刻度.再闭合S 2,改变电阻箱R ′的阻值,使电流表指针指在I g /2刻度处,记下此时电阻箱的阻值R ′,则R g =R ′(注意事项:必须确保R 远大于R ′,以减小闭合S 2时对总电流的影响.在S 2闭合后,一定不能再移动变阻器R,以保持电路中的总电流不变).(2）误差分析根据闭合电路欧姆定律和串\,并联电路的特点,当闭合开关S 2,调整R ′使电流表半偏时,回路中的总电阻减小,总电流I ′>Ig,故流过R ′的实际电流比流过电流表的电流大(大于z Ig 2).因此R g >R ′,即R 测<R 真.(3)减小误差的措施I ′=E r R R ++并,I g =gE r R R ++,因R 并<R g ,欲使I ′≈I g ,则要求R r+R g ,而R 是一个大电阻,无法使用一般的滑动变阻器,应采用阻值较大的变阻器.因为Rg=R ′,故R ′应选用最大阻值大于Rg 的电阻箱.典例剖析例3利用如图所示的电路,采用半偏法可测定电流表的内阻rg.设R 为电流表满偏时电阻箱R 的阻值(S 2不闭合);R ′为半偏时电阻箱R ′的阻值,I ′为电流表半偏时的干路电流(S 2闭合).当R ＞100R ′时,试证明:rg=R ′.1.测定电流表内电阻的实验中备用的器材有A.待测电流表（量程0～100 μA)B.标准电压表（量程0～5 V)C.电阻箱（阻值范围0～9 999 Ω)D.可变电阻（阻值范围0～100 k Ω)E.干电池（1.5 V ，内阻0.5 Ω)F.干电池组（6 V ，内阻1.6 Ω)如果采用如图所示的电路测定电流表Ｇ的内电阻，并且要求测量有较高的精度，那么从以上备用器材中，电阻Ｒ应选用___________ ，电阻Ｒ′应选用 _________________，电源应选用 _________________．2.现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50 μA，内阻约为800～850 Ω，把它改装成1 mA\,10 mA的两量程电流表.可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20 Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100 kΩ；电阻箱R′最大阻值9 999 Ω；定值电阻R0，阻值1 kΩ;电池E1，电动势1.5 V；电池E2，电动势3.0 V；电池E3，电动势4.5 V；（所有电池内阻均不计）标准电流表A，满偏电流1.5 mA;单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干.（１）采用如图（１）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______________；选用的电池为 ________________．（２）将Ｇ改装成两量程电流表．现有两种备选电路，如图（２）和图（３），__________ 为合理电路，另一电路不合理的理由是___________________．（３）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对１ｍＡ量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用○A来表示3.现有一电流表G，满偏电流I g=3 mA.（1）把它改装成量程为3 V的电压表，需测量出电流表的内阻Rg.①在虚线框中画出利用半偏法测量Rg的电路图.②叙述操作步骤：____________________________.③对改装后的电压表，下列说法正确的是________________.A.允许通过的最大电流增大了B.刻度盘刻度不均匀了C.原电流表G自身的电阻增大了D.使用时，加在原电流表G两端电压的最大值不能增大（2）把改装的电压表跟标准电压表进行核对，在实线方框中画出核对电路图.（3）通过以上问题的研究，请你谈谈理想化电表和非理想化电表的区别.4.为了测量一量程为3 V的电压表的内阻RV（约几千欧），某同学采用了如图甲所示的电路，利用“半偏法”进行测量，电路中电阻箱R0的最大值为9999 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω.（1）按图甲所示将图乙所给的实物连成测量电路.（2）该同学测量电压表的内阻时，其实验步骤为：A.将电阻箱R0的阻值调到零；B.闭合开关S；C.连接好电路，注意断开开关S；D.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；E.调节电阻箱R0的阻值，使电压表的示数为1.5 V;F.调节滑动变阻器R，使电压表的示数为3 V；G.记下此时电阻箱R0的阻值.上述实验步骤合理的顺序为_______________________.（3）若所记电阻箱R0的阻值为6 kΩ，则用此法测得的电压表内阻是___________kΩ，其测量结果与其真实值相比___________________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）.（4）若将此电压表改装成量程为15 V的电压表，需____________联一个阻值为kΩ的电阻_______________________.5.有一电流表○A,量程为1 mA，内阻rg约有100 Ω.要求测量其内阻.可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999.9 Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E1，电动势约为2 V,内阻不计；电源E2，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干.采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a.断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1，调节R使○A满偏；c.合上S2,调节R1使○A半偏，此时可以认为 ○A的内阻rg=R1.试问：（1）在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择________，为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择_____________，电源E应该选择_______________.（2）认为内阻rg=R1,此结果与rg的真实值相比_______________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）.。

十一. 实验：把电流表改装为电压表【要点导学】1．电压表是由灵敏电流表串联必然的分压电阻所组成。

为了计算分压电阻需要测定电流表的两个大体参数，即_________和_________。

2．用串联分压的原理来改装电压表，扩大量程。

串联的电阻大小按照所分担的电压来计算即R 串=（U-IgRg ）/Ig 。

3．“半偏法”测电流表内阻因为电流表G 的满偏电流都很小（常见的如50μA 、100μA 、300μA ，实验室用的大型电流表为2mA ），所以，一般测电阻的方式对它不适用。

半偏法测电流表内阻的电路如图14—11—1所示，R 是电位器，R ’是电阻箱.实验时先合上电键S 1,调节R 使电流表指针满偏，维持R 不变，再合上电键S 2,调节电阻箱R ’的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半,在R>>R ’的条件下，可以为Rg=R ’。

4．改装电压表按照Ig 、Rg 和要求改装后电压表得量程U ,计算串联电阻：R 串=（U-IgRg ）/Ig ，选择电阻箱上的阻值为R 串，把电流表和该电阻箱串联，就做成了量程为U 的电压表。

此时电流表的刻度就是电压表的刻度了，满偏电流Ig 代表电压U ，刻度是均匀的。

考虑到学生用电阻箱最大阻值只有9999Ω，用J0415型微安表宜改装成为量程2V ，用J0409型电流表宜改装成量程3V 。

5．与标准电压表校对将改装后的电压表与标准电压表进行校对时的电路如图14—11—2所示，应注意：（1）改装后的电压表与标准表并联；（2）滑动变阻器连接成份压式，以便于将改装后的电压表与标准电压表从0到满刻度一一进行校对。

（3）算出改装电压表满刻度的误差，其数值等于改装表的满偏读数值U ’跟标准电压表上的读数值U 之差与标准电压表读数之比，即百分误差为：∣U ’-U ∣/U ×100％。

当改装表的最大指示值不准时，调它的分压电阻R 1来校准。

但另外的点仍不准，这是电流表G 或电压表V 的线性不良造成的。

实验十三：把电流表改装成电压表【实验播放】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)，Ug 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．电流表的内阻R g 可用半偏法测出，其测量电路如图2所示，其测量原理是当电阻箱R '未接人电路时，调节R 的大小，使电流表G 满偏，闭合S 2后，R 大小不变，改变电阻箱R '的阻值，使电流表半偏．由于R g 很小，则R 的值很大，在开关S 2闭合前后，线路上的总阻值变化很小，我们就认为不变，因此干路上的电流I g 也不变，当电流表G 的指针半偏时，流过电阻箱R '的电流与通过电流表的电流相等，则R '＝R ．注意：滑动变阻器的阻值很大，而且在闭合电键S 1应将其阻值调到最大；实验中电阻箱R '不能用变阻器替代，因为变阻器不能直接读数；测量电流表内阻时，在闭合电键S 2后，不能再调节R ，以保持电路中的电流不变；另外，对器材的选择必须保证R >>R '。

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 。

把电流表改装成电压表试验误差分析问题：把电流表改装成电压表后，用改装的电压表测量导体两端的电压，测量值是准确的吗？如不准确，测量值是偏大还是偏小？要想弄清上面的问题，必须把电流表改装成电压表的过程搞清。

1、用“半偏法”测量电流表内阻g r⑴用“半偏法”测量电流表内阻g r 的原理：如图1所示，使电流表G 指针偏转到满刻度，根据全电路欧姆定律可得：()g E I R r r =++……①（r 为电源内阻）。

再合上开关2S ，调节电阻箱/R ，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半，这时有：//()g g R r E I R r R r =+++……②，同时有：/11()22g g g I r I I R =-……③，解以上三个方程可得：//g R r r R R r R +=+-，分析上式可知：当R r +﹥﹥/R 时，/g r R =，即电流表的内阻等于此时电阻箱的电阻值。

⑵用“半偏法”测量电流表内阻g r 的步骤：①按图1所示的电路图连接器材，R 是滑动变阻器，/R 是电阻箱，滑动变阻器应先调节阻值最大；②闭合1S ，断开2S ，调节R ，使电流表G 满偏；③闭合2S ，调节电阻箱/R ，使电流表G 半偏；④从电阻箱上读出数据/R ，则/g r R =。

2、把电流表改装成电压表电流表的满偏电流为g I ，内阻为g r ，根据部分电路欧姆定律，满偏电压g g g U I r =，将电流表的表盘刻度改为相应的标度，则电流表就变为一个可以直接读出电压数值的电压表，由于电流表的满偏电压很小，所以这样改成的电压表的测量范围不大。

如果要扩大它的测量范围（即量程），可以在电流表上串联一个分压电阻方法来实现。

如图2所示，设改装好的电压表量程为U ，与电流表串联的电阻为0R ，则()g g U I r R =+，解之可得：0g g U R r I =-，即给电流表串联一个阻值为0g gU R r I =-的电阻，就可以将电流表改装成量程为U 的电压表。