测电流表内阻的几种方法

资料仅供借鉴 1 R

图1 G

mv

k E R0 R

图2 k E G

mv 测电流表内阻的几种方法

内蒙古乌兰浩特一中 郭朝辉

《把电流表改装为电压表》是高中物理电学实验中较难的一个学生实验。要把电流表改装为电压表，首先要知道电流表的三个主要参数：电流表指针偏转到最大值时的电流，称为满偏电流Ig，即为允许通过电流表的最大电流，可以从表盘上直接读出；电流表内阻Rg，可以用实验方法测出；满偏时电流表两端的压降称为满偏电压Ug，三者之间的关系是：Ug＝Ig×Rg。该实验首先需要测出Rg，方能进行电表的改装。现就测Rg测量方法给出几种设计方案，以提高学生对电学实验的设计能力。

一、利用伏安法，测量电流表的满偏电压Ug，算出内电阻Rg

电流表满偏电压Ug按如图1所示电路进行测量，待测电流表G和毫伏表mv并联，R为保护电阻，R0为滑动变阻器。测量时，r先置最大值，闭合开关K后，调节R0和r，使电流表G的指针达满偏。此时毫伏表上的读数就是电流表的满偏电压Ug，则电流表的内电阻Rg为：

Rg＝ggIU

其中Ig就是电流表的满偏刻度值。

该实验电路图采用分压式电路，如果保护电阻r的阻值足够大，也可简化为如图2所示电路测量。其中R可用电位器（阻值约为10KΩ）。测量方法同上。

二、替代法

1、电流等效替代法

如图3所示电路，G为待测电流表，G0为辅助电流表，量程与G相同或稍大一些，r为保护电阻，R0为滑动变阻器，K1为单刀开关，K2为单刀双掷开关。测量时，r先置最大，闭合开关K1，K2扳至1端接通电流表G，调节R0与r，使辅助电流表G0的指针达到接近满偏量程的某一刻度值（注意I不能大于电流表G的量程）。然后把电阻箱R的阻值置于最大值，K2扳至2端接通电阻箱R，逐渐减小电阻箱的阻值，当调节到辅助电流表G0的指针仍指到原来的刻度值I时，电阻箱指示的阻值R就等于电流表G的内阻Rg，即

高中物理测量电阻的四种种方法

1 / 20 测量电阻的四种特殊方法

一．等效替代法测电阻

【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等效的。

1.电流等效替代

该方法的实验步骤如下：

(1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。

(3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。

2．电压等效替代

该方法的实验步骤如下：

(1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的高中物理测量电阻的四种种方法

2 / 20 示数为U。

(3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。

【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～2.0 V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：

A．电流表G1(量程0～1.0 mA，内电阻约100 Ω)

B．电流表G2(量程0～500 μA，内电阻约200 Ω)

C．电池组E(电动势3.0 V，内电阻未知)

D．滑动变阻器R(0～25 Ω)

E．电阻箱R1(总阻值9 999 Ω)

F．保护电阻R2(阻值约100 Ω)

G．单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2

(1)实验中该同学先合上开关S1，再将开关S2与a相连，调节滑动变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持________不变，调节________，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数r。

测量电阻的四种特殊方法

一．等效替代法测电阻

【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替

换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等

效的。

1.电流等效替代

该方法的实验步骤如下：

(1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R

0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置

于a端。

(2)闭合开关S

1、S

2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示

数为I。

(3)断开开关S

2，再闭合开关S

3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电

流表的示数仍为I。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R

0与未知电阻R

x的阻值等效，即R

x＝R

0。

2．电压等效替代该方法的实验步骤如下：

(1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R

0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于

a端。

(2)闭合开关S

1、S

2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。

(3)断开S

2，再闭合S

3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数

仍为U。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R

0与未知电阻R

x的阻值等效，即R

x＝R

0。

【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500μA的电流表改装成一块量程为0～2.0V

的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：

A．电流表G

1(量程0～1.0mA，内电阻约100Ω)

B．电流表G

2(量程0～500μA，内电阻约200Ω)

C．电池组E(电动势3.0V，内电阻未知)

D．滑动变阻器R(0～25Ω)

E．电阻箱R

1(总阻值9999Ω)

F．保护电阻R

2(阻值约100Ω)

G．单刀单掷开关S

1，单刀双掷开关S

2

(1)实验中该同学先合上开关S

1，再将开关S

2与a相连，调节滑动变阻器R，当电流表

G

2有某一合理的示数时，记下电流表G

1的示数I；然后将开关S

2与b相连，保持________

序号 电路图 连

接

次

数 同原理、同器材、不同物理量

需测量的物理量（附对应实验条件） 表达式

1

是 采用，保护电路，多次测量电流电压求电阻平均值 1

2

X 可以添加 2

3

X 不可以添加。若在电路中添加变阻器，U。应该等于Rx与R。原来的总电压减去Rx的电压，而闭合S2后Rx与R。的总电压变小 1

4

是 利用变阻器的最大阻值

滑片移到最右端：Rp=RMAX

滑片移到最左端：Rp=0

1

5

X 可以添加 1 考虑电压表接线柱正进负出，所以只有测量部分电压和总电压的方法，不能分别测量R。和Rx的电压

6

X 分压 1

7

X 可以添加 2

8

X 不可以添加 1

本图可以添加变阻器 9

X 不可以添加 1

10

是 利用变阻器的最大阻值

滑片移到最右端：Rp=RMAX

滑片移到最左端：Rp=0 1

11

是 可以添加 1

12

X 可以添加 1 实质与图七相同