最新实验:把电流表改装为电压表
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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 。
电流表改装成电压表引言电流表和电压表是电子测量仪器中常用的两种类型。
电流表用于测量电路中的电流,而电压表用于测量电路中的电压。
然而,在某些情况下,我们可能需要将电流表改装为电压表,以便更方便地进行电路测试和测量。
在本文中,我们将讨论如何将电流表改装为电压表,并给出一个基于Markdown文本格式的改装指南。
改装步骤步骤一:了解电流表结构在开始改装之前,我们需要先了解电流表的结构和原理。
电流表通常由一个电流传感器和一个指针或数字显示器组成。
电流传感器通过测量电路中的电流转换为相应的机械或电子信号,进而通过指针或数字显示器显示出来。
了解电流表的结构和工作原理有助于我们更好地进行改装。
步骤二:修改电路连接改装电流表为电压表的第一步是修改电路连接。
将电流表原本的电路连接方式更改为适用于电压测量的连接方式。
一般来说,电流表通常通过测量电路中的电压降来间接测量电流。
因此,我们需要将电流表的电路改为直接测量电路中的电压。
具体的连接方式可以根据电流表的不同型号和具体要求进行调整。
步骤三:更改量程和精度设置改装电流表为电压表后,我们还需要对量程和精度进行相应的设置和调整。
电流表的量程通常是根据电流范围来设计的,而改装后的电压表需要根据电压范围来进行设置。
同时,精确度也需要重新校准和调整,以确保测量结果的准确性。
步骤四:校准和测试改装完成后,我们需要对改装后的电压表进行校准和测试,以确保其准确性和可靠性。
首先,我们可以使用已知电压来源,比如标准电压源或多米尼克电池进行测试。
将已知电压输入改装后的电压表,然后与已知电压进行比较,对改装后的电压表进行校准和调整。
在校准过程中,我们可以根据误差进行适当的调整,以提高测量结果的准确性。
结论通过以上步骤,我们可以将电流表改装成电压表,以适应不同的测量需求。
改装包括修改电路连接、更改量程和精度设置以及校准和测试。
通过这些步骤,我们可以将电流表转换为电压表,从而更方便地进行电路测试和测量。
(完整)实验13 把电流表改装为电压表(自测)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)实验13 把电流表改装为电压表(自测))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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1.一电压表由“表头”G 与电阻R串联而成,如图10-5-7所示.若在使用中发现电压表读数总比准确值稍小一些,采用下列哪些措施能加以改进( )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 大得多的电阻答案:D2.两个电压表V 1和V 2是完全相同的两个电流表改装的,V 1量程是5 V ,V 2量程是15 V ,为了测15 V~20 V 电压,我们把V 1和V 2串联起来用,以下叙述正确的是( )A .V 1、V 2的读数相同B .V 1、V 2指针偏转角度相等C .V 1、V 2读数不同,指针偏转角也不同D .V 1、V 2读数之比等于两电压表内阻之比答案:BD3.(2009年南京一模)如图10-5-8所示,R 1、R 2是两定值电阻,R 1的阻值很小,R 2的阻值很大;G 是一灵敏电流计,S 1、S 2为开关,下列判断正确的是( )A .只闭合S 1时,M 、N 间是一个电压表B .S 1、S 2都闭合时,M 、N 间是一个电流表C .只闭合S 1,M 、N 间是一个电流表 D .S 1、S 2都断开时,M 、N 间是一个电流表解析:选 B.本题考查的是对电流表的改装,电流表改装成电压表时,要串联上一个较大的电阻;改装成电流表时,必须并联上一个较小的电图10-5-7 图10-5-8阻.所以分析本题,只闭合S1时,即不能成为电流表也不能成为电压表,所以选项A、C是错误的.两个开关都断开时,应该是一个电压表,所以选项D错.两个开关都闭合则是一个电流表,所以选项B正确.4.在采用“半偏法”来测量电流表的内阻时,准备了6 V蓄电池和一节干电池;4。
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。
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。
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),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.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 。
电流表改装电压表?电流表改装的公式是什么在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。
【问:电流表改装电压表?电流表改装的公式是什幺】答:第一步是要测量出电流表的内电阻ra 的数值,再与之串联上一个定值电阻,就改装为了电压表。
利用的是串联电流处处相等,电流越大电压越大。
举个例子说明。
0.3a量程,1Ω的电流表,串联上9Ω的电阻,当通过的电流是0.3a时,接线柱两端的总电压肯定是3v;通过电流为0.15a时,电压对应的就是1.5v;就改装为了0-3v的电压表了。
【问:什幺是闭合电路欧姆定律?表达式是什幺?】答:闭合电路欧姆定律是初中学过的欧姆定律(部分欧姆定律)的补充,电源具有电动势与自身的电阻,所以对总电路而言,有:e=i(r+r)=u外+ir,其中小r为电源的内电阻,即电池的电动势等于干路电流乘以外电路阻值与内电阻之和。
【问:冲量的概念是什幺?】答:冲量是力在时间上的积累效果,其大小为i=ft,即力和力的作用时间的乘积称之为这个力做的动量,动量是矢量,是有方向的,其方向与力的方向一致。
同学们最好与功做个类比,来更深入的理解冲量。
【问:比较综合的物理考点如何深入理解?】答:高中物理比较抽象,吃透一个考点首先要理解其概念,此外还要辅助做题。
典型的考点可以命几种不同类型的题,每个类型的题都要找出来,放在一起,练个两三次,加上参考答案的解释,以及自己的归纳,你才能把这个知识点吃透。
课堂老师也会针对性发一些该知识点的练习题,这是一个好机会,要抓住,这都是老师精挑。
【关键字】精品实验:把电流表改装为电压表一、知识要点归纳1.实验目的及原理(1)实验目的:把电流表改装为电压表(2)实验原理:常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。
常用的电流表的主要部件是一块永久性的磁铁和一个能在永久磁铁的磁场中转动的线圈,当线圈中有电流通过时,线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转。
线圈是由很细的导线绕成的,它的电阻Rg就是电流表的电阻,一般为几百到几千欧。
这个线圈允许通过的最大电流Ig叫做满偏电流,这是因为电流表通过的电流为Ig时它的指针偏转到最大刻度处,电流如果超过Ig,不但指针指示不出数值,电流表还可能烧毁。
通过电流表的电流越大,电流表指针的偏角就越大。
根据欧姆定律可以知道,加在电流表两端的电压越大,指针的偏角也越大。
如果在刻度盘上直接标出电压值,就可以用它来测量电压。
但是,因为RgIg一般很小,不能直接用电流表测量较大的电压。
如果被测电压大于RgIg,通过电流表的电流将超过Ig而把电流表烧毁。
如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较大的电压了。
加了分压电阻并在刻度盘上标出电压值,就把电流表改装成了的电压表。
如图5—1所示。
二、思维能力拓展2.实验步骤:(1)测量rg。
改装成电流表需要知道三个数据Ig、Ug、rg,Ig可以直接从表上读出,rg可以由实验的方法测出,Ug可以由Ug=Igrg算出。
用如图5—2所示的电路图测出电流表的内阻rg,图中的R用电位器,R/用电阻箱。
合上开关S1,]调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度,再合上开关S2,调整R/的阻值,使视力表指针偏转的角度是满偏的一半。
当R比R/大的多时,可以认为rg=R/。
(2)改装成为电压表。
测出rg之后,算出电流表的满偏电压Ug,然后算出把改装成为2V的电压表时应该串联多大的电阻R1,在电阻箱上取好阻值R1,把电流表跟电阻箱串联起来,就改装成一个量程是2V的电压表了。
(3)校对。
实验:把电流表改装
为电压表
实验:把电流表改装为电压表
一、知识要点归纳
1.实验目的及原理
(1)实验目的:把电流表改装为电压表 (2)实验原理:
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。
常用的电流表的主要部件是一块永久性的磁铁和一个能在永久磁铁的磁场中转动的线圈,当线圈中有电流通过时,线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转。
线圈是由很细的导线绕成的,它的电阻R g 就是电流表的电阻,一般为几百到几千欧。
这个线圈允许通过的最大电流I g 叫做满偏电流,这是因为电流表通过的电流为I g 时它的指针偏转到最大刻度处,电流如果超过I g ,不但指针指示不出数值,电流表还可能烧毁。
通过电流表的电流越大,电流表指针的偏角就越大。
根据欧姆定律可以知道,加在电流表两端的电压越大,指针的偏角也越大。
如果在刻度盘上直接标出电压值,就可以用它来测量电压。
但是,因为R g I g
一般很小,不能直接用电流表测量较大的电压。
如果被测电压大于R g I g ,通过电流表的电流将超过I g 而把
电流表烧毁。
如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较大的电压了。
加了分压电阻并在刻度盘上标出电压值,就把电流表改装成了的电压表。
如图5—1所示。
二、思维能力拓展
2.实验步骤:
图5—1
(1)测量r g 。
改装成电流表需要知道三个数据I g 、U g 、r g ,I g 可以直接从表上读出,r g 可以由实验的方法测出,U g 可以由U g =I g r g 算出。
用如图5—2所示的电路图测出电流表的内阻r g ,图中的R
用电位器,R /
用电阻箱。
合上开关S 1,]调整R 的阻值,使电流
表指针偏转到满刻度,再合上开关S 2,调整R /的阻值,使视力
表指针偏转的角度是满偏的一半。
当R 比R /大的多时,可以认为r g =R /。
(2)改装成为电压表。
测出r g 之后,算出电流表的满偏电压U g ,然后算出把改装成为2V 的电压表时应该串联多大的电阻R 1,在电阻箱上取好阻值R 1,把电流表跟电阻箱串联起来,就改装成一个量程是2V 的电压表了。
(3)校对。
现在把安装好的电压表和标准的电压表进行核对,实验电路如图5—3所示,V 是标准的电压表。
改变变阻器R 2的滑片的位置,使V 的示数分别为0.5V 、1V 、1.5V 、2V ,并核对改装电压表的示数是否正确。
三、综合能力创新应用
3.注意事项:
(1)实验之前要搞清电位器的阻值变化与其旋转方向的关系、一般来说顺时针旋转时电阻变小。
实验前应将电位器逆时针转到底,使其阻值增大。
(2)调半偏时,应该只调节R /,不能再调节R ,以保证电路中的总电流不变。
(3)选择实验器材R 和R /时,要注意R>>R /,一般100倍以上为好,这样才能认为电路中总的电流近似不变。
注意所选择的可变电阻R /必须能够读数,即R /应为电阻箱。
图5—2
图5—
3
(4)电流表的内阻应多测几组取平均值,以减小误差。
(5)改装后的电压表,必须跟标准的电压表进行核对,并计算出满偏误差。
为了保证核对时能从零刻度开始一格一格地进行,所以滑动变阻器必须采用分压接法。
学会解题
【例题1】有甲乙两个不同的电流表,每个表的指针偏转与电流成正比且刻度均匀。
把阻值为R 1的电阻与甲表串联,阻值未知的另一电阻与乙表串联,把改装后的甲、乙两个电流表串联,接到电路A 、B 的两端,如图5—4(1)
所示,发现甲、乙两表的指针偏转格数分别是n 1、n 2,然后将这两个表并联,再接到电路A 、B 的两端,如图5—4(2)所示,发现甲、乙两表的指针偏转格数分别是n 3、n 4,试求电阻R 2的阻值。
解析:第一种情况中,由于两表串联,因此它们的读数相等,即有I 1=I 2。
设甲乙两表指针每偏转一格,表示的电流分别为I 01、I 02,则有:
02220111I n I I n I ===--------①
对于第二种情况下,甲乙两表的读数分别为I 3、I 4则有:
02440133,I n I I n I ==
20241013R I n R I n =------------②
两式相比得:
2
2
4113n R n n R n =,可解得: 4
11
322n n R n n R =
图5—4
(1
(2
【例题2】两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表V 1、V 2,如果将两表串联起来后去测某一线路的电压,则两只表( )
A .读数相同
B .指针偏转的角度相同
C .量程大的电压表读数大
D .量程大的电压表读数小
解析:两个电流表改装成电压表之后,因为其量程不同,所以它们所串联的电阻的大小也不相同,即改之后的两表的内阻不同,量程大的内阻大。
两个改装之后的电压表串联在一起测电压,根据串联电路的特点,每个表两端的电压与其内阻成正比,即两表的读数与其内阻成正比,所以量程大的电压表读数大。
电压表的指针偏转的角度与流过电压表的电流有关,具体的说是与流过原电流表的电流有关,现在因为两个电压表是串联的,根据串联电路的特点可知,流过两电压表的电流相等,即流过电压表内部的电流表的电流相等,所以指针偏转的角度是相等的。
两表的读数不同而指针偏转的角度相同的原因是两表盘的刻度不同。
【例题3】一个分压电阻串联到电压表上,使电压表的量程扩大为原来的n 倍,另一分压电阻R 2串联到同一电压表上,量程扩大到原来的m 倍,如果把这两个电阻并联之后再串联到电压表上,为此时电压表的量程扩大了几倍?
解析:设原电压表的内阻为R V ,原来的量程为U ,满偏电流为I ,则有:
V IR U --------------------①
串联上分压电阻R 1时,有:
nU R R I V =+)(1------②
串联上分压电阻R 2时,有:
mU R R I V =+)(2-----③
R 1、R 2并联之后再串联到电压表上时,有: kU R R R R R I V =++)(
2
12
1----④
把V
R U
I =
带入②③④式可得: V V R n R R n R )1(,)1(21-=-=-----⑤
V R k R R R R )1(2
12
1-=+-----------⑥
解⑤⑥两式可得:2
1
-+-=n m mn k
四、素质能力测试
1.用半偏法测电阻时,可变电阻R 既可用电位器,也可以用电阻箱,而可变电阻R /只能采用电阻箱,其原因是___________________________。
2.用半偏法测电阻时,在调节电流表指针半偏时,要保持R 的阻值不变,其原因是________________________________。
3.如果某电流表的内阻为R g Ω,满偏电流为I g μA ,要把它改装为一个UV 的电压表,需要________联一个阻值为________Ω的电阻;如果要把它改装为一个IA 的电流表,则应该____联一个阻值为_____Ω的电阻。
4.用半偏法测得的电流表的内阻与其真实值相比是( ) A.偏大 B.偏小 C.相等 D.有时偏大,有时偏小 5.按如图5—5所示的电路进行实验时,如果R 调为
图5—5
9900Ω时,电表指在满刻度300μA 处。
当R /调为90Ω时电流指在半满偏,则:
①电流表的内阻R g =______Ω。
②若将此电表改为3伏特的电压表,则应将电流表与电阻______联,电阻箱的取值应为_______Ω
③用此改装表去测电压时,如果指针在150μA 的位置,则所测电压读数为_______V 。
6.如图5—6所示是测定电流表内电阻的电路图,
电流表
的内阻约在100Ω左右,满偏电流为500μA ,用电池做
电源。
实验室配有的可变电阻为: A .电阻箱,阻值范围为0~10Ω B .电阻箱,阻值范围为0~9999Ω C .电位器,阻值范围为0~200Ω D .电位器,阻值范围为0~20Ω
在上述备有的可变电阻中,电路图的R 应该选用_____,R /应该选用_____。
(填写字母代号)
某同学进行的实验步骤如下:
①先将R 的阻值调到最大,合上S 1,调节R 的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度。
②合上S 2,调节R 和R /的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半。
③记下R /的阻值。
指出上述实验步骤中有什么错误:______________________________。
图5—6
五、素质能力测试标准答案提示
1.答案:由于半偏法中可变电阻R /的读数就是电流表的内阻,所以R /必须能读数。
2.答案:为了使电路中的总电流保持不变。
3.答案:串联,g
g
g I R I U -610,并联,
g
g g I I R I -6
10
4.答案:B
5.答案:①90 ②串联,9910 ③1.50
6.答案:D 、B ,在步骤②中应该只调节R /,不应该调节R 。