高中物理电表的改装

高中物理欧姆表的原理及电表改装知识点总结 一、欧姆表的测量原理： ①欧姆表是测量电阻的仪表。右图的欧姆表的测量原理图。虚线方框内是欧姆表的内部结构（简化），它包含表头G、直流电源（常用干电池）及电阻R（调零电阻及其它如保护电阻等的总电阻）；当被测电阻xR接入 电路后，通过表头的电流xGRRrRI+++= 其中ε为干电池两端的电压（测量时基本不 变）。由上式可知，对给定的欧姆表，I与xR 有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道xR的大小。为了读数方便，可以事先在刻度盘上直接标出欧姆值。 ②欧姆表的刻度特点。与电流表和电压表不同，欧姆表的刻度有下面三个显著特点：A、电流表及电压表的刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是由于Rx越小I越大造成的。每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0Ω”的数值，因为总可以选择RΩ的值以保证当Rx=0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流（满偏电流）IGm。B、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的，欧姆表的刻度却是很不均匀，越向左边越密。这是因为刻度的疏密程度取决于上式中的电流I随Rx的变化规律。C、电流表及电压表的刻度都是从0到某一确定的值，因此每个表都有一个确定的量程。但欧姆表的刻度却总是从0到欧姆。 ③欧姆表的中值电阻。因为当Rx=0时表头电流等于它的满刻度电流IGm，所以把Rx=0及I=IGm代入上式就有：GGmRrRI++= ，再将此式除以上式得：

xGGGmRrRRrRRII+++++=)(，)(GRrR++是一定的，所以每个Rx值都对应一个确定的

GmII值。GmII这个数值是很有实际意义，正是它唯一地决定着表针的位置。例如，当GmII=1时，I=IGm，表针指最右端；当GmII=1/2时，表针指在刻度盘的中心处，等等。可以这样理解：每个Rx值决定一个GmII值，而每个GmII值又决定一个表针位置。如果两个欧姆表不同的)(GRrR++值，同一Rx就对应不同的GmII，即对应不同的表针位置，它们的刻度情况就不一样。反之，只要两个欧姆表的)(GRR+值相等，它们的刻度情况就完全相同（可以共用一个刻度盘）。欧姆表的)(GRrR++叫做它的中值电阻（简称中值），因为当GxRrRR++=时，由上面关系式可得：21=GmII ，表针恰指正中。换句话：中值电阻唯一地决定了欧姆表的刻度。中值电阻一经确定，刻度盘的刻度便将全盘定局。 xR 红笔 I G GR R 黑笔 欧姆表 r④欧姆表的测量范围。虽然作何欧姆表的刻度都从0到欧姆，但因为越向左刻度越密，所以当被测电阻Rx很大时就难以准确读数。以右图为例，当Rx=200欧姆以上时，读数已很困难，当Rx=1000欧姆以上时，甚 至无法读数。要想较准确地测出1000欧 姆左右的阻值，应该换用一个中值电阻 较大的欧姆表。把图中的欧姆表称为甲 表，设另一个为乙表，其中值电阻是甲 表的100倍（即1200欧）。只要把甲表 的每个刻度值乘以100，便可得到乙表的刻度值。于是，当Rx=1000欧时，乙表的指针将指在中间附近，读数便准确得多；反之，对于小的Rx值（例如几欧时），用乙表测量就不如甲表准确。所以测量大电阻时要用中值电阻大的欧姆表，反之要用中值小的欧姆表。实际使用的欧姆表通常有几个中值（几档），为了统一用一个刻度盘，相邻中值之比总是10或100。例如，最常用的欧姆表有×1、×10、×100、×1000等档，使用×1档时，中值就是刻度盘正中的欧姆值；使用×10档时，中值是刻度盘正中数值的10倍，因而其他刻度值也应乘以10。其余各档可以类推。 二、 电阻的测量、半偏法与测量误差： 电阻的测量方法有以下几种：⑴伏安法（包含图解法）、⑵欧姆表（直接测量）法、⑶半偏法、⑷电桥法。 ⑴伏安法：这种方法我们已经比较熟悉，就通过测测IURx=（部分电路的欧姆定律），用伏特表测出Rx两端的电压，用安培表测出通过Rx的电流，直接计算Rx的值，或通过作U~I曲线，算出曲线的斜率tgK=（为直线的倾斜角）得到Rx的值。 ⑵欧姆表测量法。上面已经介绍过。注意欧姆表的读数方法与及中值电阻的意义和应用。 ⑶半偏法。这种方法比较简单，通常只需用一只表，比如在测量某一个伏特表或安培表（或微安表、毫安表）的内阻时，都可以用此法。下面以测量某灵敏电流表的内阻RG为例介绍半偏法。电路如下图所示（其中R1为阻值50的滑动变阻器、R2为电阻箱、电源为6V电源，RG约1K左右）。 具体操作: ①按图连接好线路后，将滑动 变阻器的动片置于最左端；②令电阻箱 R2阻值置于零位置；③将滑动变阻器的 触片慢慢向右移动，使灵敏电流计通过 的电流达到满偏值IG；④再将电阻箱R2的阻值慢慢增大，令通过灵敏电流表的电流减小至GI21；⑤则读出的电阻箱的阻值就等于RG的值（为什么？请你讲述本实验的原理）。 这个实验操作比较简单，但存在着一定的误差，为了减小实验误差，通常采用阻值较小滑动变阻器R1。（本实验中测出的RG的值较真实值是偏大还是偏小呢？） 三、电压表的改装 Ω

高中物理电表问题总汇

一、电表、电表的改装

1.灵敏电流表G

（1）三个主要参数

①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。

②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。

③满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。

（2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg

注意：电表就是电阻。

2.电压表

（1）电压表的改装

电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。

（2）电压表的内阻：Rv=Rg+R

3.电流表的改装

电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量

程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。

（2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)

4.电流表改装成欧姆表

①原理：闭合电路的欧姆定律

②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：

③当两表笔间接入电阻Rx时，电流表的电流为：

()ggggggUUUIRRUURRUg据串联电路的特点得：解得：G

RIUg

U G

R Ig U-Ug

R

()gggggggUIRIIRIRRII据并联电路的特点得：解得：I-Ig UG

RIR

ggEIRRrxgxEIRRrRG + －

R E r

红表笔 黑表笔

图1

当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值，就构成了欧姆表。

④中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中＝R内＝R+Rg+r

因Ix与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。

二、滑动变阻器的两种接法

1.限流接法

如图2所示。

用电器Rx的电压调节范围：

电路消耗的总功率为：EI

限流接法的选用原则：

①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，

【高中物理】高中物理知识点：表头的改装

表头：

表头是指量程小的电流表，一般用G表示。

(1)从电路角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。表头和一般电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从表盘上读出来的。

（2） 三个参数

满偏电流

指针指的是满标度下的电流。

满偏电压

电流指满标度时施加在电流两端的电压。

表头内阻

指仪表中线圈的电阻值。三个参数之间的关系满足欧姆定律：

。

电表的修改：

知识拓展：

1.校准修改后的电压表。如果修改后的电压表的指示值总是小于标准电压表的指示值，则表明在相同总电压下流过仪表的电流太小，串联分压电阻太大；或者从分压的角度来看，在同一总电压下，分压电阻除以的电压太大，串联分压电阻的电阻值太大。必须用较小的电阻值替换电阻，或用与原始分压电阻并联的适当电阻值替换电阻。如果修改后的电压表的指示值始终大于标准电压表的指示值，则情况正好相反。如果修改后的安培计的指示值总是小于标准安培计的指示值，则表示在相同总电流下流过安培计的电流太小，电流除以分流电阻太大，分流电阻的电阻值太小。应与具有适当电阻值的分流电阻串联，或直接用具有较大电阻值的适当电阻替换。如果修改后的电流指示太大，则情况正好相反

2．电压表与静电计

（1） 电压表重新安装了灵敏的电流计G系列电阻器。指针的偏转是由于磁场中激励线圈上的安培力引起的。因此，为了显示电压表的数量，必须有电流通过灵敏电流计G。静电计类似于验电器。指针与固定指针的金属杆上的电荷之间的静电斥力使指针偏转，从而测量静电电压。当静电计稳定时，静电计所在的分支中没有电流 (2)电压表用来测量电路两端的电压，静电计一般用在静电场中。若用电压表测量孤立的电容器两端的电压，相当于用一个电阻很大的导体把电容器的两极板连接起来，就会使电容器放电，所以用电压表无法测量。从原理上说，可以用静电计测量直流电路的电压，但是一般直流电路的电压很小，静电计的指针几乎不偏转，所以一般的直流电压不用静电计测量。

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2.4串联电路和并联电路课时二《电表的改装》

同步训练

一．单选题（每题3分）

1.(3分)如图所示，甲、乙两个电压表是由相同的电流表 G（内阻不为零）改装而成，𝑅1 、 𝑅2 是分压电阻，𝑅1<𝑅2。下列说法正确的是______

A.甲的量程等于乙的量程

B.甲的量程大于乙的量程

C.测量同一电压时，甲、乙两表指针的偏转角度相同

D.测量同一电压时，甲表指针的偏转角度比乙表大

2.(3分)将一个内阻为 100Ω 、满偏电流为 3mA 的电流表，改装成量程为

0∼0.6A 的电流表，则需要______

A.串联一个阻值约为 0.5Ω 的电阻

B.串联一个阻值约为 5Ω 的电阻

C.并联一个阻值约为 0.5Ω 的电阻

D.并联一个阻值约为 5Ω 的电阻 天天向上独家原创

3.(3分)如图所示，电压表由灵敏电流计 G 与电阻 𝑅 串联而成。某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏大一点，若要校准，可采用的措施是______

A.在电阻 𝑅 上串联一个比其大得多的电阻

B.在电阻 𝑅 上串联一个比其小得多的电阻

C.在电阻 𝑅 上并联一个比其大得多的电阻

D.在电阻 𝑅 上并联一个比其小得多的电阻

4.(3分)【 2015 北京高考 19 】如图所示，其中电流表 A 的量程为 0.6A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格表示 0.02A；𝑅1 的阻值等于电流表内阻的 12；𝑅2 的阻值等于电流表内阻的

2 倍。若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值，则下列分析正确的是______

A.将接线柱 1 、 2 接入电路时，每一小格表示 0.04A

B.将接线柱 1 、 2 接入电路时，每一小格表示 0.02A

C.将接线柱 1 、 3 接入电路时，每一小格表示 0.06A

D.将接线柱 1 、 3 接入电路时，每一小格表示 0.01A 天天向上独家原创