(完整word版)高中物理电学实验:电表的改装
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实验11 电阻元件的伏安特性[学习重点]1.学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的联接。
2.掌握用伏安法测量电阻的基本方法及其误差的分析。
3.测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性. [实验原理]电阻是导体材料的重要特性参数之一。
在生产、维修检测和实验中经常要对电阻进行测量.测量电阻的方法有多种,伏安法是常用的基本方法之一。
所谓伏安法,就是运用欧姆定律,测出电阻两端的电压U 和其上通过的电流I ,根据IU R =即可求得电阻值R 。
也可运用作图法,做出伏安特性图线,从图线上求得电阻的阻值。
对有些电阻器件,其伏安特性图线为直线的称为线性电阻,如常用的碳膜电阻,金属线绕电阻、金属膜电阻等。
另外有些元件,伏安特性图线为曲线,称为非线性元件,如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。
非线性电阻元件的电阻值是随外界条件变化的,在一定的条件下只有通过作图法才能反映它的特性。
用伏安法测电阻,原理简单,测量方便,但由于电表内阻接入的影响,会给测量带来一定系统误差,如图4—11—1(a )和(b ),分别为电流表内接和电流表外接两种电路。
在电流表内接法中,由于电压表测出的电压值U 包括了电流表两端的电压,因此,测量值要大于被测电阻的实际值。
可见,由于电流表内阻不可忽略,故产生一定的误差。
在电流表的外接法中,由于电流表测出的电流I 包括了流过电压表的电流,因此,测量值要小于实际值。
由可见,由于电压表内阻不是无穷大,故给测量带来一定误差。
上述两种联接电路的方法,都给测量带来一定的系统误差,即测量方法误差.为此,必须对测量结果进行修正。
其修正值为图 4—11—1 (a )(b )⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+==x mA x mA x x mA x x R R R R R I U U I U R 1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+==U x xU x Ux x x R R R R R I I U I U R 1111R x =R x — R其中R 为测量值,R x 为实际值。
改装电表实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过改装电表,实现电能的测量并记录电量数据,同时通过数据分析,对电能的使用情况进行监测和调节,以达到节约能源,保护环境的目的。
二、实验原理我们所使用的电表是旋转磁场式电能表。
在旋转磁场式电能表中,电能的计量实际上就是功率积分,即电能的计算是通过对电压和电流的采集和积分得出的。
电表通常由电流线圈和电压线圈组成,两者相互独立工作。
我们进行的改装实验,主要是对电流线圈进行单独测量,并将测量结果合并到电能计量中。
通过对测量电流的放大和连续采集,电表就能够实现高精度、高分辨率的电量计算。
三、实验材料1.旋转磁场式电能表2.开发板3.集成电路4.可编程逻辑器件等四、实验具体步骤1.拆卸电表我们需要将电表进行拆卸,取出电流线圈,并对其进行调试和放大。
2.线圈调试首先,我们需要将电流线圈连接到集成电路中,通过改变线圈的输出电压和频率,调整线圈的电流放大系数和采样频率,以达到最优的测量效果。
3.集成电路设计和调试在电流线圈调试完成后,我们需要将线圈的电流输出信号传递到可编程逻辑器件中进行处理和计算。
在集成电路的设计和调试中,我们需要考虑输入电压、模拟信号的抗干扰能力以及数字信号的稳定性等方面。
4.软件设计和调试电表的软件部分主要是对集成电路中的数字信号进行处理和计算,将计算结果发送到开发板上。
在软件设计和调试的过程中,我们需要考虑计算精度、算法的优化和稳定性等因素。
5.数据采集和记录最后,我们需要将电表所测得的电量数据通过开发板传送到计算机上,并将数据进行保存和处理,以实现对电能使用情况的监测和调节。
五、实验结果通过改装电表,我们成功地实现了电能的测量和记录。
实验中所获得的电量数据,不仅为电能的使用提供了科学依据,也为节约能源提供了有效途径。
六、总结通过本次实验,我们了解了电表原理和电能计量的基本方法。
同时,我们还学习了硬件和软件设计的基本技能,并成功地实现了电表的改装。
物理总复习:电学实验:电表的改装 电阻的测量 练习使用多用电表【考纲要求】1、知道电流表、电压表是由表头改装而成的,知道其改装原理及其在电路中对电路结构的影响;2、知道知道伏安法侧电阻的两种电路的区别;3、知道电学实验仪器的基本选用原则,会对简单的实验进行设计及电路实物图的连接;4、知道几种测电阻的拓展方法;5、知道多用电表的表盘、欧姆档的内部结构,理解其工作原理;6、能用多用电表探测黑箱电学元件。
【考点梳理】考点一、电表的改装 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g R ,通常叫做电流表的内阻;②指针偏转到最大刻度时的电流g I ,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g U 叫做满偏电压,也叫电压量程。
由欧姆定律g g g U I R =可知,电流表G 的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2、电压表的改装要点诠释:电流表G 的电压量程g g g U I R =,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gU n U =由串联电路的特点得g g g U I R I R =+ 解得(1)g g g g g g g gUR U U R R R R I I R U =-=-=- 即电压扩大量程的倍数为n 时,需要串联的分压电阻(1)g R n R =- 电压表的总电阻V g R R R =+。
3、电流表的改装要点诠释:电流表G 的量程为g I ,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g I ,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gI n I =由并联电路的特点得()g g g I R I I R =-所以 1g g g gI R R R I I n ==--即电流扩大量程的倍数为n 时,需并联的分流电压为1g R R n =-。
电表的改装高中物理
电表的改装是一项高中物理实验,旨在让学生了解电表的工作原理,并通过改装电表来实现不同的电路测量。
实验步骤:
1.准备材料和工具:电表、电阻器、开关、导线等。
2.打开电表外壳,找到电表的电路板和电表指针。
3.在电路板上找到电表指针所连接的电路,切断连接。
4.在电路板上添加一个电阻器,将其与指针重新连接。
5.在电路中添加一个开关,使电阻器可以与电路中的其他元件进行连接或断开。
6.将改装后的电表放入不同的电路中进行测量,比较结果。
7.分析实验结果,了解电表在不同电路中的测量原理。
实验注意事项:
1.实验时要注意电流和电压的安全,避免触电。
2.在进行改装时要小心操作,避免损坏电表。
3.在电路中添加电阻器时要注意电阻值,以免使电路过载或测量不准确。
一、电表的改装实验原理常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。
当电流通过线圈时,载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁,使线圈转动,从而带动指针偏转。
线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比,所以可由指针的偏转直接指示出电流值。
1、内阻的测定电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程,用Ig表示,电流计的线圈有一定内阻,用Rg表示,Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。
测量内阻Rg常用方法有:半电流法也称中值法和替代法。
本实验用替代法测量电流计内阻。
测量原理图见图1。
当被测电流计接在电路中时,用十进位电阻箱替代它,且改变电阻值,当电路中的电压不变时,且电路中的电流亦保持不变,则电阻箱的电阻值即为被测电流计内阻。
替代法是一种运用很广的测量方法,具有较高的测量准确度。
图1替代法测内阻2、改装为大量程电流表根据电阻并联规律可知,如果在表头两端并联上一个阻值适当的电阻R2,如图2所示,可使表头不能承受的那部分电流从R2(分流电阻)上分流通过。
这种由表头和并联电阻R2组成的整体就是改装后的电流表。
如需将量程扩大n倍,则不难得出R2=Rg/(n-1) ①图2为扩流后的电流表原理图。
用电流表测量电流时,电流表应串联在被测电路中,所以要求电流表应有较小的内阻。
另外,在表头上并联阻值不同的分流电阻,便可制成多量程的电流表。
图 2 改装电流表图3改装电压表3、改装为电压表一般表头能承受的电压很小,不能用来测量较大的电压。
为了测量较大的电压,可以给表头串联一个阻值适当的电阻RM,如图3所示,使表头上不能承受的那部分电压降落在电阻RM上。
这种由表头和串联电阻RM组成的整体就是电压表,串联的电阻RM叫做扩程电阻(也叫分压电阻)。
选取不同大小的RM,就可以得到不同量程的电压表。
由图3可求得扩程电阻值为:②实际的扩展量程后的电压表原理见图3。
电表改装实验报告一、实验目的本实验旨在通过改装电表,提高其测量精度和功能性能,同时探究电表改装对电量测量的影响,并评估改装效果。
二、实验原理电表是用来测量电流、电压和电能等电力参数的仪器。
改装电表可以通过更换内部电路、增加传感器等方式,提升电表的测量精度和功能性能。
三、实验材料和设备1. 电表2. 相关改装零件和元器件3. 电源4. 验电笔5. 电源线6. 接线板7. 计算机四、实验步骤1. 将电表与电源连接,并通过验电笔检查电源线是否正常。
2. 根据实验需求,选择合适的改装方式进行电表改装。
可以考虑更换电表内部元器件、增加传感器等方法。
3. 按照改装方案进行改装操作,确保操作准确无误。
4. 改装完成后,通过与原始电表进行对比测试,评估改装效果。
可以进行精度、稳定性、响应速度等方面的比较分析。
5. 将测试数据输入计算机,进行数据处理和分析,得出改装后的电表性能数据。
6. 根据实验结果撰写实验报告。
五、实验结果和分析经过电表改装后,我们对改装后的电表进行了各项性能测试和分析,结果如下:1. 测量精度提高:改装后的电表在测量精度方面表现出更高的可靠性和准确性。
2. 功能性能增强:改装后的电表不仅可以测量电流、电压和电能等电力参数,还具有其他附加功能,如功率因数、频率等的测量。
3. 实用性提升:改装后的电表在实际应用中具有更广泛的适用性,可以满足多种场景下的测量需求。
六、实验总结通过本次电表改装实验,我们成功地提高了电表的测量精度和功能性能,并验证了改装效果。
改装后的电表在实际应用中具有更多的优势和实用性,能够满足不同场景下的电力参数测量需求。
同时,我们也意识到改装过程中需要注意操作准确性和安全性,以确保改装的有效性和可靠性。
七、参考文献[未出现网址链接]以上就是本次电表改装实验报告的全文内容。
高考试题中的电表改装实验一、电表、电表的改装原理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+R3、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。
()g gg g g gU U U I R RU U R R Ug -==-=据串联电路的特点得:解得:G RI U g U G RI gU-Ug R()g g g gU I R I I R ==-据并联电路的特点得:U(2)电流表的内阻:R A =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: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, 只在小范围内变化,且待测电阻Rx 与R 接近时。
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时。
电表的改装1.一电流表的满偏电流I g=1mA,内阻为200Ω。
下列说法正确的是()A.要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上串联一个约为0.4Ω的电阻B.要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上并联一个约为0.4Ω的电阻C.要把它改装成一个量程为3V 的电压表,则应在电流表上串联一个2000Ω的电阻D.要把它改装成一个量程为3V 的电压表,则应在电流表上并联一个2000Ω的电阻【答案】B【解析】AB.把电流表改装成0.5A 的电流表需要并联一个分流电阻,并联电阻阻值为:R = IgRgI -Ig=0.001⨯ 200Ω ≈0.4Ω ;0.5 - 0.001故A 项错误,B 项正确;CD.要将电流表改装成电压表,必须在电流表上串联一个大电阻,串联电阻起分压的作用。
R =U-R =3- 200 =2800Ω应串联电阻阻值为:g 0.001Ig故C 项错误,D 项错误。
2.(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成的,已知灵敏电流表的满偏电流I g=2mA,内电阻R g=300Ω,则下列说法正确的是A.甲表是电流表,R 增大时量程增大B.乙表是电压表,R 增大时量程增大C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则R=0.5ΩD.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则R=1200Ω【答案】BD【解析】AC.甲由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 并联,利用并联电阻的分流,改装成安培表。
安培表的量程I =Ig +IgRg ,R可知当R 减小时量程I 增大,在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,根据I =Ig +IgRg ,R解得:R=1.003Ω,AC 错误;BD.乙由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 串联,利用串联电阻的分压,改装成伏特表。
伏特表的量程U=Ig(R g+R),可知R 增大时量程增大;由公式U=Ig(R g+R),在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则R=1200Ω,BD 正确。
电表的改装知识元电表的改装知识讲解一、灵敏电流计无论是电流表还是电压表的表头都是一个灵敏电流计,灵敏电流计是一个量程非常小的电流表,量程通常是几十至几百微安(μA),内阻较大通常在几十欧至几百欧之间.二、改装电表1.改成电流表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若使其量程扩大至I,则:电路图:并联电路电压相等:I g R g=(I-I g)R推导可得:R=2.改成电压表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若将其改装成量程为U的电压表,则:电路图:由欧姆定律得:U=I g(R g+R)推导可得:R=-R g例题精讲电表的改装例1.某探究小组为了研究用“半偏法”测电阻和改装电表,先用“半偏法”测量程为150μA的电流表A的内阻,后将电流表A改装成电压表。
(1)某同学首先采用如图甲所示的实验电路测量该电流表A的内阻R g,图中R0为滑动变阻器、R为电阻箱。
他按电路图连接好电路,将R0的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是_____(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)A.记下R的阻值B.调节R0的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度C.闭合S2,调节R0和R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半D.闭合S2,保持R0不变,调节R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱R的阻值为100Ω,则安培表的内阻R g=_____Ω;与电流表内阻的真实值R g′相比,R g___R g′(填“>”、“=”或“<”)(3)将上述电流表A改装成量程为3V的电压表,则需将电流表与阻值为_______Ω的电阻串联。
用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数大小为______V例2.某同学将一个量程为0~1V、内阻未知的电压表改装为0~3V的电压表。
(1)该同学首先进行了如下操作:①将多用电表档位调到电阻“×100”,再将红表笔和黑表笔____,进行调零;②将图a中多用电表的红表笔和电压表的_____(填“+”或“-”)接线柱相连,黑表笔与另一接线柱相连;③此时多用电表的示数如图b所示,则电压表的内阻为______Ω.若已知多用电表欧姆档表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数为_____V。
高中物理电路电表的改装一、引言在物理学中,电流、电压和电阻是基本的电学量。
然而,在实际的实验与测量中,我们通常需要使用各种电表来对这些量进行测量。
高中物理实验中,经常需要使用电流表、电压表和电阻表来进行电学量的测量。
这些电表如何工作?它们的改装原理又是什么?本文将对此进行探讨。
二、电表的工作原理1、电流表:电流表是用来测量电流的装置。
其工作原理是依据安培定律,即电流等于流过导线的磁通量与导线横截面积的乘积。
因此,电流表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
2、电压表:电压表是用来测量电压的装置。
其工作原理是依据电压的定义,即电压等于电位差。
因此,电压表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
3、电阻表:电阻表是用来测量电阻的装置。
其工作原理是基于欧姆定律,即电阻等于电压与电流的比值。
因此,电阻表的改装主要是通过并联或串联电阻来改变其内阻,从而改变其量程。
三、电表的改装原理1、扩大量程:通过并联较小的电阻,可以使电流表的量程扩大。
这是因为并联电阻可以减小电流表的内阻,从而允许更大的电流通过。
同样的原理也适用于电压表和电阻表的改装。
2、改变量程:通过串联较大的电阻,可以使电流表、电压表和电阻表的量程改变。
这是因为串联电阻可以增加电表的内阻,从而改变电表的量程。
四、结论高中物理电路中的电表改装是实验中的重要环节。
理解电表的工作原理以及如何通过并联或串联电阻来改变其内阻和量程,对于我们进行实验和测量具有重要意义。
这也是对物理理论知识的重要实践,可以帮助我们更好地理解和掌握电学的基本概念和定律。
电表改装实验中电路设计及其电表校准研究在电表改装实验中,电路设计和电表校准是两个关键环节,直接影响到实验结果的准确性和稳定性。
本文将围绕这两个方面展开研究,探讨电路设计的基本原理、校准方法及其在实际应用中的优缺点。
引言在电学实验中,电表改装是一项基础而重要的实验技能。
然而,由于电路设计和电表校准的复杂性,该领域仍存在许多争议。
电表改装实验报告实验报告实验名称:电表改装一、实验目的1.学习和掌握电表改装的基本原理和方法;2.了解电表改装的步骤和注意事项;3.掌握电表校准的基本原理和方法;4.了解电表误差的来源和解决方法。
二、实验原理电表改装是将一个测量范围较小的电表改装成测量范围较大的电表。
通常情况下,我们使用的是电压表和电流表。
改装电表的原理是利用电阻、电容等元件来改变原电表的量程。
1.电压表改装原理电压表改装原理是利用电阻分压,将电阻与原电压表并联,从而扩大电压表的量程。
具体来说,假设原电压表的量程为U,则可以并联一个电阻R,使电阻上的电压为U1=U/n,其中n为分压比,可以通过计算得出。
原电压表的读书为Ux,则改装后电压表的读书为Ux+U1=Ux+U/n。
2.电流表改装原理电流表改装原理是利用电阻分流,将电阻与原电流表串联,从而扩大电流表的量程。
具体来说,假设原电流表的量程为I,则可以串联一个电阻R,使电阻上的电流为I1=I/n,其中n为分流比,可以通过计算得出。
原电流表的读书为Ix,则改装后电流表的读书为Ix-I1=Ix-I/n。
三、实验步骤1.准备材料和工具(1)电表改装所需材料和工具:电压表、电流表、电阻、电容、万用表等;(2)实验操作指南和相关文献资料。
2.实验操作步骤(1)按照操作指南和相关文献资料的要求,将电压表和电流表取出;(2)根据改装要求,将电阻、电容等元件接入电路中;(3)使用万用表检测电路是否正确;(4)根据实验指南或相关文献资料提供的公式计算分压比和分流比;(5)按照计算结果调整电阻、电容等元件的值;(6)将调整后的电表安装回电路中;(7)使用标准电表校准改装后的电表;(8)记录校准数据并分析误差。
四、实验结果与分析1.根据实验步骤改装电压表和电流表,记录下调整电阻、电容等元件的值;2.使用标准电表校准改装后的电表,记录下校准数据;3.分析误差来源主要包括系统误差和随机误差;4.根据误差来源采取相应措施提高改装电表的准确度。
电学实验专题1:电表改装1.电压表与电流表改装对比改装成电压表 改装成电流表 原理串联分压并联分流改装电路连接电阻大小 R 串=U RU g R g =(n -1)R gR 并=I g I R R g =R gn -1与扩程倍数n 的关系串联的电阻是原电表内阻的n-1倍并联的电阻是原电表内阻的1/(n-1)校准电路2.双量程电压表与电流表的原理(1)双量程电压表 如图1所示,对于量程U 1,由U 1I g =R g +R 1可得:R 1=U 1I g-R g ; 对于量程U 2,由U 2I g =R g +R 1+R 2可得:R 2=U 2I g-R g -R 1, 结合上述方程可得:R 2=U 2-U 1I g. (2)双量程电流表 如图2所示,对于量程I 1,电阻R 1、R 2串联而后与电流表并联, 可得:I 1-I g I g =R gR 1+R 2; 对于量程I 2,电流表先与R 2串联,而后与R 1并联, 可得:I 2-I g I g =R 2+R gR 1;结合上述两方程可得:R1=I1I g R gI2(I1-I g);R2=(I2-I1)I g R gI2(I1-I g).例(2016·海南)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路.(1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 Ω.R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=________ Ω,R2=________ Ω,R3=________ Ω.(2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准.所用电池的电动势E为5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ.为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器.(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近________(填“M”或“N”)端.(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值________(填“大于”或“小于”)900 Ω.【答案】(1)100910 2 000(2)50(3)M(4)大于【解析】(1)根据题意,R1与表头G构成量程为1 mA的电流表,则:I g R g=(I-I g)R1,整理:R1=100 Ω;若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为 1 V,则R2=U ab-I g R gI=1-0.091×10-3Ω=910 Ω;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为 3 V,则R3=U ac-I g R g-IR2I=3-0.09-1×10-3×9101×10-3Ω=2 000 Ω.(2)电压表与之并联之后,电阻小于2 500 Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻.(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用.(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900 Ω.1.(2018·课标全国Ⅱ)某同学组装一个多用电表,可选用的器材有:微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA 和电压3 V两挡.回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分別是电流挡和电压挡的接线柱.(2)电阻箱的阻值应取R1=________ Ω,R2=________ Ω(保留到个位)答案 (1)如解析图所示 (2)100;2 910解析 (1)微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表.改装图如图所示:(2)当接o 、a 接线柱时当电流表用, 根据并联电路特点得:I g R g =(I -I g )R 1代入数据解得:R 1=I g R gI -I g =100×10-6×9001×10-3-100×10-6 Ω=100 Ω当接o 、b 接线柱时当电压表用, 根据串联电路的特点得:I g R g +IR 2=U解得:R 2=U -I g R g I =3-100×10-6×9001×10-3Ω=2 910 Ω.1.将满偏电流300μA g I =、内阻未知的电流表G 改装成电压表(1)利用如图所示的电路测量电流表G 的内阻(图中电源的电动势4V E =):先闭合1S ,调节R ,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合2S ,保持R 不变,调节'R ,使电流表指针偏转到满刻度的2/3,读出此时'R 的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值g R =________Ω。
实验 电表的改装和校准1. 实验目的(1) 掌握改装电流表和电压表的原理和方法; (2) 学会校准电流表和电压表。
2. 实验仪器微安表(量程100μA)二个,毫安表(量程15mA),伏特表(量程15V),ZX21型旋转式电阻箱,滑线变阻器(0~100Ω),直流稳压电源(0~15V),单刀双掷开关各一个。
3. 实验原理在实验工作中,我们往往要用不同量程的电流表或电压表来测量大小悬殊的电流或电压。
例如从几微安到几十安,从几毫伏到几千伏。
但电表厂一般只制造若干规格的微安表和毫安表(通常称为表头),我们可以根据实际需要,用并联分流电阻或串联分压电阻的方法,把它们改装成不同量程的电流表和电压表。
(1) 扩大微安表的量程若要扩大微安表(或毫安表)的量程,只要在微安表两端并联一个低电阻R s ,(称为分流电阻)即可,如图16-1所示。
由于并联了分流电阻R s , 大部分电流将从R s 流过,这样由分流电阻R s 和表头组成的整体就可以测量较大的电流了。
图16-1 与表头并联的分流电阻R s 设微安表的量程I g ,内阻为R g ,若要把它的量程扩大为I 0 ,分流电阻R s 应当多大? 当AB 间的电流为I 0时,流过微安表的电流为I g (这时微安表的指针刚好指到满刻度),流过R s 的电流I s = I 0 - I g ,由于并联电路两端电压相等,故0()g s g g I I R I R -= 0g g s gI R R I I ∴=- (1)通常取I 0= 10I g ,100I g ,… ,故分流电阻R s 一般为R g / 9 ,R g / 99 ,… 。
即:要把表头的量程扩大m 倍,分流电阻应取 1g s R R m =-(2) 把微安表改装成电压表若要把微安表改装成电压表,只要用一个高电阻R m (称为分压电阻)与原微安表串联即可,如图16-2所示。
由于串联了分压电阻R m ,总电压的大部分降在R m 上,这样由分压电阻R m 和表头组成的整体就可以测量较大的电压了。
实验:把电流表改装成大量程电流表和电压表
弥勒市第四中学 张辉
一、实验目的:
1、用半偏法测电流表的内阻
2、将电流表改装为电压表
二、实验仪器
电流计(表头) 滑动变阻器 开关 电阻箱 电源 导线若干
三、实验原理
电表在电学测量中有着广泛的应用,因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。
电流计(表头)由于构造的原因,一般只能测量较小的电流和电压,如果要用它来测量较大的电流或电压,就必须进行该装,以扩大其量程。
万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装而来,在电路的测量和故障检测中得到了广泛的应用。
常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。
当电流通过线圈时,载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M 磁,使线圈转动并带动指
针偏转。
线圈偏转角度的大小与线圈通过的电流大小成正比,所以可由指针的偏转角度直接指示出电流值。
用Ig 表示电流计(表头)的满偏电流,Ug 表示电流计(表头)的满偏电压,Rg 表示电流计的内阻,则Ug=IgRg 即:满偏电压等于满偏电流与内阻的乘积。
1、把内阻为Rg ,满偏电流为Ig 的电流计改装成量程为U 的电压表。
所谓改装成量程为U 的电压表,其实质就是在电流计的两端加
上U 的电压电流计刚好满偏,如图1所示为即将要改装的电流计,但是我们不能直接把电压U 加在电流计两端,
因为电流计的满偏电压Ug=IgUg 非常小会烧坏电流计。
为了使电流计两端加上U 的电压而使电流计刚好满偏,
得在电流计上串联一个电阻R 来分压,如图2所示当串联一个电阻R 后,在电流计G 和R 电阻的两端加上U 的电压,在R 的阻值为某一值时,电流
计G 两端的电压刚好为满偏电压Ug ,那么如图3所示 虚线框内电流计和电阻R 就可以看成是一个
量程为U 的电压表。
R=
3、把内阻为Rg ,满偏电流为Ig 的电流计改装成量程为I 的电流表,所谓改装成量程为I 的电流表,其实质就是在电流计的两端加上I 的电流,电流计刚好满偏,如图1所示为即将要改装的电流计,但是我们不能直接把电流I 加在电流计两端,因为电流计的满偏电流Ig 非常小会烧坏电流计,为了使电流计两端加上电流I
Ig Rg 图1
Ig Rg R 图
2 图3
而使电流计满偏,得在电流计上并联上一个电阻R 来分流,如图4所示,当并联一个电阻R 后,在电流计G 和R 电阻的两端加上I 的电流,在R 的阻值为某一值时,电流计G 两端的电流刚好为满偏电流Ig ,那么如图5所示 虚线框内电流计和电阻R 就可以看成是一个量程为I 的电流表。
R=
所以要将一个小量程的电流计改装成大量程的电压表和电流表,必须知道电流计的内阻和满偏电流(可从表盘上读出),以及将要改装的量程。
四、实验过程
本实验的实验过程分三步:1、半偏法测电流计的内阻 2、改装 3、校对
1、半偏法测电流计的内阻。
(1) 电路连接,按照图6连接好电路。
(2) 将S 1闭合,保持S 2断开,调节滑动变阻器使电流计G 满偏。
(3)保持S 1闭合同时接通S 2,在保持R 不变的
前提下调节电阻箱R '的电阻,使电流计G 的指针达到半偏。
记下此时的电阻箱的阻值R ',则R '=
Rg (想想为什么,有没有误差?)
2、改装
通过第一步骤我们已经知道了电流计的内阻Rg ,并且从表盘上能够知道它的满偏电流Ig,把它改装成量程为U 的电压表,计算出要串联多大的电阻R
R=(U —Ig Rg)/Ig
最后把电流计G 与一个阻值为R 的电阻串联,就成为了一个量程为U 的电压表了。
3、校对
电流表改装成电压表后因为实验过程中有误差存在,所以改装后的电压表要和标
准电压表进行校对。
(1)按图7所示的电路图连接电路,并是变阻器
R 2的滑片位于电阻R 2的最左端。
即U=0 (2)改变R 2的阻值,使标准电压表的示数从0慢
慢调起,观察电流计G 的示数与标准电压表的示数是否相等,若不相等则微微调动变阻器R 1的阻值,使两表示数相等。
五、实验注意事项
1、在调节滑动变阻器的阻值使电流表满偏时,滑动变阻器的阻值要比电流计的
R 图4
图5 图6
图7
内阻大得多。
2、半偏法测电阻的电源选电动势大的电源。
3、校对改装后的电压表,使其达到满偏时,注意不要超过标准电压表的量程,校对电路要采用分压示电路。
4、闭合开关S1时,必须先使滑动变阻器R的阻值由0调至最大。
5、闭合开关S2,调节电阻箱R'时,必须保持滑动变阻器的R的阻值不变。
六、误差分析
后,由于R'与电流表并联,1、在用半偏法测表头内阻的过程中,当闭合开关S
2
闭合前要大一些,即此时总电流I>Ig,导致流R并<Rg,所以电路中的总电流比S
2
过电阻箱的电流(I—Ig/2)>Ig/2.所以表头的内阻的测量值小于真实值。
2、根据电流表改装为伏特表的原理,与电流表串联的分压电阻阻值R=U/Ig—Rg,由于内阻Rg的测量值小于真实值,使R的计算值偏大,所以改装后的伏特表的量程U也偏大一些。
七、实验改进(学生作业)
针对半偏法测电阻的实验误差,请你设计2种较准确的测表头内阻方法。
并说。