中考物理学复习电压表、电流表内阻的测定和扩大量
程
学科:奥物年级：初三
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本周教学内容：电学实验
电压表、电流表内阻的测定和扩大量程
【要点讲解】
测定电压表的内阻
[实验目的]
测出电压表的内电阻。
掌握分压法和伏安法测电压表的内电阻的原理和方法。
方法一：用分压法测电压表的内阻。
[实验仪器]
1．电压表（0～3V）；2. 电阻箱3. 电源（两节1.5 伏干电池串联）
4. 电键
5. 导线
[实验原理和方法]实验电路如图1 所示。先将电阻箱R 的阻值调到零，由电压表测出电源两极间的电压U。将电阻箱的阻值增大，使电压表的读数为UV＝2U/3, 则UV＝2UR，RV＝2R。若将电阻箱的电阻增大，当电压表的读数为UV＝U/2, 则UV＝UR，RV＝R。再增大电阻箱的阻值，当电压表的示数为UV＝U/3, 则UV＝UR/2，RV＝R/2。最后取三次所得RV 的平均值。
方法二：用伏安法测电压表的内阻。
[实验仪器]
一、电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V =∞，R A =0用图一（甲）和图一（乙） 两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的阻并非趋近于无穷大、电流表也有阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大小外”。 2、误差分析 （1）、电流表外接法 由于电表为非理想电表，考虑电表的阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测= U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表接法时，测量值大于真实值，即"大"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法 1、“大”：当 R >> RA 时，，选择电流表接法测量，误差更小。 “小外”：当 R << Rv 时，，选择电流表外接法测量，误差更小。
测电压表内阻的六种方法在实验试题的考查中，经常出现测定电压表内阻的问题，学生在处理此类问题时常不如人意。现把测电压表内阻常见的六种方法归纳如下。 一、利用欧姆表测量 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。把电压表看成普通的电阻，利用欧姆表的电阻档测量。 二、利用伏－安法测量 理想电压表的内阻视为无限大，但实际使用的电压表内阻并不是无限大。例1、为了测量某一电压表的内阻，给出如下的实验器材：A、待测电压表（0～3v、内阻约为4KΩ），B、电流表（0～0.5mA），C、滑动变阻器（0～20Ω），D、6V学生电源，E开关和若干条导线。由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电压表的内阻，采用分压式接法，电路图如图－1所示，电压表与电流表串联，多次记录电压表和电流表的示数，利用U-I图象即可得出电压表的内阻。 图－1 三、利用伏－伏法测量 所谓伏伏法就是在电流表不能用或没有电流表等情况下，要考虑两 块电压表并用的方式测量电阻。在设计电路时，既要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器的连接方式。 图－2 1、伏伏串联测量：例 2、利用现有的器材测量某电压表的内阻。实验器材如下：A、待测电压表V1（0～3V、内阻未知），B、电压表V2（0～ 3V、内阻3.5KΩ），C、滑动变阻器（0～50Ω），D、6V电池组（内阻不计），E、开关和若干条导线。部分同学想两块电压表的最大量程都是3V，把两表串联直接接到电源上即可。同学们把两电压表串联的想法是好的，但直接接到电源上的不可以的。因为在串联电路中电阻大的分得的电压就多，所以不能草率地将表直接接到电源上。设计的电路图如图－2所示。两电压表的内阻都远大于滑动变阻器的最大值，采用分压式接法。电压表V1的示数，电压表V2的示数，两表串联电流相等，有，得。 2、伏伏法并联测量：例 3、为测量量程为3V的电压表V1的内阻 R V1（约为3KΩ），实验时提供的器材有：A、电流表（0～0.6A、内阻0.1Ω），B、电压表V2（0～6V、内阻5KΩ），C、变阻箱1（0.1～9999.9Ω），D、变阻箱2（0.1～99.9Ω），E、滑动变阻器（0～
电表的改装 4．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表．将它们串联起来接入电路中，如图2－4－21所示，此时( ) A ．两只电表的指针偏转角相同 B ．两只电表的指针都不偏转 C ．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D ．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________． 7.一只电流表，并联0.01Ω的电阻后，串联到电路中去，指针所示0.4A ，并联到0.02Ω的电阻后串联到同一电路中去（电流不变），指针指示0.6A 。则电流表的内阻R A ＝_______Ω 8.在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？（2）当S 1和 S 2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？ 9．一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些，可以加以改正 的措施是 10、有一量程为100mA 内阻为1Ω的电流表，按如图所示 的电路改装，量程扩大到1A 和10A 则图中的R 1=______Ω,R 2=_______Ω. 11、有一只电流计，已知其Ig=500uA ，Rg=100Ω，现改装 成量程为6V 的电压表，则应___联____电阻．由于所用电阻不准，当改装成表与标准表比较时，发现标准值为3V 时，改装表读数为3.2V ，则实际所用电阻值偏_____(填“大”或“小”)_______ Ω． 12、一个量程为250V ，内阻为1M Ω的电压表，串联一个电阻接到220V 的电源上， 2 10A
用多种方法测量直流电阻 一、实验目的 1、熟悉各种电学仪器及电路技巧; 2、掌握多种方法测量直流电阻 3、巩固不确定度的评定方法 二、仪器 DH6108赛电桥综合实验仪，直流稳压电源，万用电表，电阻箱，两个待测电阻，千分尺,直流电流表，直流电压表，滑线变阻器，检流计等 三、实验原理 电阻是电磁学实验工作中的常用元件，可分为高值电阻（兆欧以上）、中值电阻（10欧～兆欧）、低值电阻（10欧以下）。测量电阻的方法有许多种，常用的如伏安法、电桥法、比较测量方法(电压比等于电阻比)。 （一）伏安法测量电阻的原理（适用于测中值电阻） 1、实验线路的比较和选择 当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路的测量不确定度是相同的。 图1 电流表外接测量电路 图2 电流表内接测量电路 被测电阻的阻值为： I V R = 。 但实际的电流表具有一定的内阻，记为R I ；电压表也具有一定的内阻，记为R V 。因为R I 和R V 的存在，如果简单地用I V R = 公式计算电阻器电阻值，必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选择：
比较(R/R I )和(R V /R )的大小，比较时R 取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法，后者大则选择电流表外接法。 如果要得到测量准确值，就必须按下（1）、（2）两式，予以修正。 即电流表内接测量时，I R I V R -= （1） 电流表外接测量时， V R V I R 11-= （2） 2、测量误差与不确定度的评定 实验使用的电压表和电流表的量程和准确度等级一定时，可以估算出U V 、U I ，再用简化公式I R I V R -= 计算时的相对不确定度 （3） 式中U R 表示测量R 的不确定度，并非指R 的电压值。 可见要使测量的准确度高，应选择线路的参数使数字表的读数尽可能接近满量程，因为这时的V 、I 值大，U R ／R 就会小些。 当电压表、电流表的内阻值R V 、R I 及其不确定度大小U RI 、U RV 已知时，可用公式(1)、(2)更准确地求得R 的值，相对不确定度由下式求出： 电流表内接时： （4） 电流表外接时： （5） 这就知道由公式(1)、(2)来得到电阻值R 时，线路方案和参数的选择应使U R ／R 尽可能最小（选择原则3）。 （二）惠斯通电桥测量未知电阻的原理 （适用于测中值电阻） 现代计量中直流电桥正逐步被数字仪表所替代. 以往在电阻测量中电桥起了重要作用。 惠斯通电桥(Wheatstone ,s bridge )沿用了近二百年，1833年由克里斯泰(Cheistie )首先提出，后来以惠斯通名字命名. 电桥产生的背景是： 1)在数字仪表发展之前的时期，如果用伏安法测量电阻/R V I =，需要同时准确测量电压V 和电流I ，当时0.2级模拟式电表的制造成本与价格就已经显著高于准确度约0.05% 6位旋转式电阻箱. 2)伏安法测量的条件要求较高，如0.2级电表的使用与检定的条件要求较高，对电源 2 2?? ? ??+??? ??=I U V U R U I V R ?? ????-??? ?????? ??+??? ??+??? ??=I V R I V R R U I U V U R U I I I R I V R I /1/2222????? ?-???? ?????? ??+??? ??+??? ??=V V V R I V R R I V R I V R U I U V U R U V /1/222 2
1.某同学复习中用图1甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P 向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部 有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源(电压U 恒定，电阻为0)与一个电阻r 的串联(图1乙所示)． ) 请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r 的实验方案。 可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R 1、R 2(R 1≠R 2）， 导线和开关若干，一节旧干电池。 要求R 1、R 2在同一电路中不能同时工作。请完成： (1)面出实验电路图； (2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： (3)写出电阻r 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。 $ 2.用电压表和电流表可以测未知导体R 的电阻值，即伏安法测电阻，图甲为小白设计的一种测量方案的原 理图。 { (1） 根据电路图，在图丙中用笔画线代替导线连接实物图。 : (2）某次实验时电压表和电流表的读数如图乙所示，电流表的读数为 ，电压表的读数为 ，+ - 3 A 3 & 15V B D A C P 图丙 - 图甲 图乙 图1
测得的电阻值为________。 @ (3）如果考虑到电流表的电阻不为零，则用该测量方案测出的结果必然存在误差。请 你分析说明用这种实验方案测量出来的电阻值会比电阻的真实值偏大或偏小已知电流 表的内阻R A为1 Ω，要求用此方案测出的电阻值与真实值间的差异不大于真实值的1%， 则对待测电阻的真实值R要求是什么 3.如图所示，电压表和电流表的读数分别为UV和IA，电压表内阻为R VΩ，那么待测电阻Rx 的测量值比真实值，测量值为Ω，真实值为Ω． . 4.常用的电流表和电压表都是由小量程的电流计G改装而成的，如图是一个量程为0～3mA 的电流计G，电阻Rg=10Ω （1）若将该电流计改装成一个0～3V的电压表，应怎样改装，先画出电路图，并进行计算应连入多大的电阻． （2）若将该电流计改装成一个0～的电流表，怎样改装，画出电路图，并算出连入的电阻值． （3）试推导，改装后的电表的刻度盘仍然是均匀的． ( 5.如图5所示电路中，电阻R1和R2的阻值分别为11Ω和Ω．单刀双掷开关接1端和2端时，电流表示数分别为和，不计导线电阻和电流表内阻，则该电源电压为V，内阻为Ω．（写出分析过程） ~ 6.常用的电压表是由小量程的电流表G和阻值很大的电阻串联改装而成．如图甲所示，电流表G的量程是0-3mA，串联一个电阻后，改装成量程为0～15V的电压表．
精品题库试题 物理 1.（吉林普通中学2013届高三期末考试,9）一块电压表是由电流表和电阻串联而成， 如右图所示，若使用过程中发现改装电压表的示数总比标准电压表准确值稍小一些，采取下列哪种措施可以改进（） A. 在上串联一个比大得多的电阻 B. 在上串联一个比小得多的电阻 C. 在上并联一个比大得多的电阻 D. 在上并联一个比小得多的电阻 2.（2013安徽，19， 6分) 用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中R x是待测电阻, R0是定值电阻, 是灵敏度很高的电流表, MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关, 改变滑动头P 的位置, 当通过电流表的电流为零时, 测得MP=l1, PN=l2, 则R x的阻值为( ) A. R0 B. R0 C. R0 D. R0 3.（2011课标，22，中）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路. 图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池. 完成下列实验步骤中的填空：
（1）将S拨向接点1，接通S1，调节，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时的读数I； （2）然后将S拨向接点2，调节，使，记下此时R N的读数； （3）多次重复上述过程，计算R N读数的，此即为待测微安表头内阻的测量值. 4.（2011天津理综，9（4）），中]某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻R x，现备有下列器材： A. 电流表（量程100 μA，内阻约2 kΩ）； B. 电流表（量程500 μA，内阻约300 Ω）； C. 电压表（量程15 V，内阻约100 kΩ）； D. 电压表（量程50 V，内阻约500 kΩ）； E. 直流电源（20 V，允许最大电流1 A）； F. 滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）； G. 电键和导线若干. 电流表应选，电压表应选. （填字母代号） 该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①； ②. 5. （2011江苏单科，11，难）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.
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串并联电路、电压表、电流表 【学习目标】 1．掌握串、并联电路的特点，并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系，能够运用串并联的规律理解计算电表的改装。 2．识别电路中各元件的连接关系，画出简明的等效电路图，以及电流表、电压表、电容等对电路的影响。 【要点梳理】 要点一、串联电路的特点和性质 1．基本特点 （1）在串联电路中，各处的电流相等，即 123n I I I I I =====L ． （2）串联电路的总电压等于各部分电压之和，即 123n U U U U U =++++L . （3）串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即 123n R R R R R =++++L ． 2．性质 （1）串联电路的电压分配关系：各个电阻两端 的电压跟它们的阻值成正比，即 或 123123=U :U :U R :R :R . 其中： 1 11232 2123 3 3123 =++=++= ++R U U , R R R R U U ,R R R R U U. R R R （2）串联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功 率跟它们的阻值成正比，即 或： 123123=P :P :P R :R :R 要点诠释： n 个相同的电阻R 串联后的总电阻 =R nR 总. 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻。 串联电路的每个电阻R 都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫作分压作用，起分压作用的电阻叫作分压电阻。 要点二、并联电路的特点和性质 1．基本特点 （1）并联电路中各支路的电压相等，即 123n U U U U U =====L ． （2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，即 123n I I I I I =++++L ． （3）并联电路的等效总电阻R 与各支路的电阻 123,n R R R R L 、、的关系是： 12311111 n R R R R R =++++L ．
电学实验5 测量电表内阻 1、为测量某一电压表的内阻，实验室准备如下器材： A．待测电压表V1，量程0～3V，内阻约为3kΩ； B．电压表V2，量程0～15V，内阻约15kΩ； C．电阻箱R1，电阻范围0～9999Ω； D．滑动变阻器R2，电阻范围0～10； E．电源电动势约为15V，内阻可不计； F．电键、导线若干． （1）请按照给定的电路图连接实验器材： （2）将电阻箱的阻值调到7375Ω； （3）闭合电键前，将滑动变阻器的滑片滑到______端（填“a”或“b”）；（4）调节滑动变阻器的滑片位置时，发现两表均有读数，但读数几乎不变，经排查发现故障为导线断路引起，请指出发生断路的导线为______（填写电路图中的数字序号）； （5）排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片到某一位置，发现V1表刚好满偏，V2表指针偏转情况如图所示，读出V2表读数为 ______V，待测电压表的内阻为______Ω； （6）改变滑动变阻器的位置，获得多组待测电压表内阻的测量值，取平均值作为待测电压表内阻的最终结果．
2、一电流表满偏电流为I g=100μA，某同学现要将它改为量 程为3V的电压表。 (1)他先用如图8所示的电路测量该电流表的内阻。进行了 如下操作步骤，请将相关内容补充完整。 ①闭合开关K1，断开开关K2，调节R1，使电流表的指针偏转到满刻度处； ②闭合K2，保持R1阻值固定不变，调节R2，使电流表半偏； ③读出电阻箱R2的阻值为500 Ω。 则电流表G的内阻的测量值为_________ Ω，考虑系统误差，该电流表的内阻与实际值相比____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)要将此电流表改装成量程为0～3V的电压表，该同学将一只电阻箱与该电流表串联，应将电阻箱阻值调为R= __________ Ω。 (3)用标准表校准改装好的电压表，发现改装表显示的电压比标准表示数稍大，则应将电阻箱阻值适当调__________（填“大”或“小”）。 (4)该同学将完成校准的改装电压表接入电路，发现电流表指针指在40. 0μA处，则改装电压表两端的电压应为____V。 3、某同学要测量一个微安表 (量程为0-500uA)的内阻。可供 选择器材有： A:电源(电动势6V，内阻较小) B:电压表(量程0-3V，内阻约 几千欧姆) C:电阻箱(0-999.9欧) D:电位器(可变阻阻，与滑动变阻器相当)(0-1.5千欧) E:电位器（0-15千欧）该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤下： ①开关K和K1处于断开状态 ; ②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关K,调节电位器R，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2.00V;
测电压表内阻的六种方法 在实验试题的考查中，经常出现测定电压表内阻的问题，学生在处理此类问题时常不如人意。现把测电压表内阻常见的六种方法归纳如下。 一、利用欧姆表测量 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。把电压表看成普通的电阻，利用欧姆表的电阻档测量。 二、利用伏－安法测量 理想电压表的内阻视为无限大，但实际使用的电压表内阻并不是无限大。例1、为了测量某一电压表的内阻，给出如下的实验器材：A 、待测电压表（0～3v 、内阻约为4K Ω），B 、电流表（0～），C 、滑动变阻器（0～20Ω），D 、6V 学生电源，E 开关和若干条导线。由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电压表的内阻，采用分压式接法，电路图如图－1所示，电压表与电流表串联，多次记录电压表和电流 表的示数，利用U-I 图象即可得出电压表的内阻。 三、利用伏－伏法测量 所谓伏伏法就是在电流表不能用或没有电流表等情况下，要考虑两块电压表并用的方式测量电阻。在设计电路时，既要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器的连接方式。 1、伏伏串联测量：例 2、利用现有的器材测量某电压表的内阻。实验器材如下：A 、待测电压表V 1（0～3V 、内阻未知），B 、电压表V 2（0～3V 、内阻Ω），C 、滑动变阻器（0～50Ω），D 、6V 电池组（内阻不计），E 、开关和若干条导 线。部分同学想两块电压表的最大量程都是3V ，把两表串联直接接到电源上即可。同学们把两电压表串联的想法是好的，但直接接到电源上的不可以的。因为在串联电路中电阻大的分得的电压就多，所以不能草率地将表直接接到电源上。设计的电路图如图－2所示。两电压表的内
电表内阻测量的方法及误差分析 溆浦县江维中学 张良青 摘要 电表改装不管是老教材还是新教材都有相关的内容，高考也时有出现，而测电表的内阻是电表改装的前提。本文分析了“半偏法”测电表内阻的原理，分析了实验误差的产生，并提出了实验改进方。还介绍了替代法、电流表法、电压表法等其它测电表内阻的方法。 关键词 电表 电路图 电流 电阻 内阻 电阻箱 电表改装成电流表、电压表，在高考中时有出现，只有测出电表的内阻，才能顺利的进行电流表改装。只有正确地分析出在内阻测量中的误差，才能正确的分析出改装后的电表的测量值是偏大还是偏小。下面就电表内阻测量方法及误差分析谈谈我的一些看法。 电表内阻的测量通常采用“半偏法”，“半偏法”测电表内阻的原理实际上是“比较法”。 一、电流“半偏法” １．原理 电路如图1 所示，闭合电键S 1，调整R 的阻值，使电流表指针转到满刻度I g ，再闭合电键S 2，保持R 不变， 调整电阻箱R '，使电流表指针偏转到刚好是满 刻度的一半，即 2 g I 。根据并联电路分流关系，总电流 图１ 为I g ，电流表电流为2 g I ，则电阻R 1中的电流也为 2 2g I I =， 因为并联分流与电阻的关系 1 22 1R R I I =， 因为电流相等，所以 R R g '= 2．误差分析 此实验中忽略了S 2 闭合后R 1与电流表并联对电路的影响。 实际上，在S 1闭合而S 2断开时，总电流 r R R E I g g ++= ① 在S 2 闭合后，总电流 2 1g g g I I R R R R r R E I +=' +'?+ += ② 由①②式可知 2 1g g I I I + <
电流表内阻测量的几种方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数：满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安，为几十到几百欧姆，也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻，根据提供的器材不同，可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻，可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。 一. 半偏法 这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常 测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程 为0－200，内阻约为，实验电路如图1 所示。 操作要点：按图1连好电路，S 2断开，S 1闭合， 调节变阻器R ，使待测电流表G 的指针满偏。再将 S 2也闭合，保持变阻器R 接在电路中的电阻不变，调节电阻箱R’使电流表G 的指 针半偏。读出电阻箱的示值R’，则可认为。 实验原理与误差分析：认为S 2闭合后电路中的总电流近似不变，则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S 2闭合后电路中的总电流要变大，所以通过电阻箱的电流要大于，电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差，要保证变阻器接在电路中的阻值 ，从而使S 2闭合前后电路中的总电流基本不变。R 越大，系统误差越小， 但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8－12V ，变阻器的最大阻值为左右。 二. 电流监控法实验中若不具备上述条件，可在电 路中加装一监控电流表G’，可用与被测电流表相同型 号的电流表。电源可用1.5V 干电池，R 用阻值为 的滑动变阻器，如图2所示。 实验中，先将S 2断开，S 1接通，调节变阻器R 的值，
电流表电压表功率表及电阻表检定规程 1适用范围 本规程适用于新制造、使用中及修理后的直接作用模拟指示直流和交流（频率 40Hz～10kHz） 电流表、电压表、功率表和电阻表（电阻1Ω～1MΩ）以及测量电流、电压及电阻的万用表（以下均 简称仪表）的检定。 本规程不适用于自动记录式仪表、数字式仪表、电子式仪表、平均值和峰值电压表、低功率因素 表、泄漏电流表及电压高于600V的静电电压表的检定。 2引用标准 中华人民共和国国家计量检定规程JJG124---2005 3计量性能要求 3.1准确度等级 仪表的准确度等级及最大允许误差(即引用误差)应符合表1规定。 表1 准确度等级及最大允许误差 3.2 3.2.1仪表的基本误差在标度尺测量范围（有效范围）内所有分度线上不应超过表1中规定的最大 允许误差。 仪表的基本误差以引用误差表示,按(1)式计算。 式中：X——仪表的指示值； Xo——被测量的实际值； X N——引用值（各类仪表的引用值由附录1给出）。 3.2.2升降变差 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值。按(2)式计算。 式中:X01和X02分别为某点被测量的上升和下降的实际值，X N的含义与公式（1）中的相同。 3.3偏离零位 对在标度尺上有零分度线的仪表，应进行断电回零试验。 3.3.1在仪表测量范围上限通电30s，迅速减小被测量至零，断电15s内，用标度尺长度的百分数表 示，指示器偏离零位分度线不应超过最大允许误差的50%。 3.3.2对功率表还要进行只有电压线路通电，指示器偏离零分度线的试验，其改变量不应超过最大 允许误差的100%。 3.3.3 对电阻表偏离零位没有要求。 3.4 位置影响
高中物理学习材料 唐玲收集整理 高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。 母题8、电表内阻测量与改装实验 【解法归纳】 在半偏法测电流表内阻实验中，串联在电路中的可变电阻R 应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器，在能够满足电流表满偏的条件下，电源电动势尽可能选择大的测量误差小。选择电源电动势的方法是：滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中，当闭合与电流表并联支路中的电键时，电路中总电阻减小，电流增大，调节电阻箱的电阻值使电流表半偏，与电流表并联的电阻箱R 1中电流将大于电流表中的半偏电流，R 1小于电流表内阻r g ，所以测量值R 1与r g 的真实值相比偏小。电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对，所以采用分压电路。 典例：（2011上海物理第29题）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G 1内阻r 1的电路如图所示。供选择的仪器如下： ①待测电流表G 1 (0~5mA ，内阻约300Ω)，②电流表G 2 (0~10mA ，内阻约100Ω)，③定值电阻R 1 (300Ω)，④定值电阻R 2 (10Ω)，⑤滑动变阻器R 3 (0~1000Ω)，⑥滑动变阻器R 4(0~20Ω)，⑦干电池(1.5V)，⑧电键S 及导线若干。 (1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
【针对训练题精选解析】 1.（2011海南物理卷13题）图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头μA 的量程为I =600μA内阻为R g。mA是标准电流表，要求改装后的电流表量程为 g I=60mA。完成下列填空。 (1)图1中分流电阻R P的阻值应为___。 (2)在电表表改装后的某次校准测量中，mA表的示数如图2所示，由此读出流过 的电流为_______mA（保留电流表μA的电流为_______mA。此时流过分流电阻R P 一位小数）
用电压表和电流表测电阻实验报告（人教版） 1、实验目的：_______________________________________________________ 2、实验器材：__________、__________、__________、__________、__________、 __________、_________________。 3、实验电路图：(如右图所示) 4、实验原理：______________________ 5、实验注意事项： 压表都应处于最大量程，滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态，开关应断开。 ②连接完毕，能够试触一下，闭合开关，如发现指针摆动过大，指针反向偏转等情况，应立即断开电源，避免损坏电表。 ③用滑动变阻器改变电路中电流时，电表的量程要恰当，选择电表的量程过大，指针偏转过小，会影响读数的精确度，电表每次的读数相差要尽量大些，以减小实验误差。 ④数据处理可采用计算法，即根据每一组的电压和电流强度值，根据R U I 计算电阻 值，再取平均值。 6、实验步骤： A．按电路图连接线，此时电键应处于断开状态，且让滑动变阻器，处于最大电阻值。 B．估算或用试触确定所选伏特表和安培表量程是否恰当，若不当，则调整。 C．检查电路无误后，接通电路，开始实验。 D．闭合开关，观察和记录安培表，伏特表的示数填入下面表格中（或自己设计表格）。 E．改变滑动变阻器滑动片的位置，重复步骤D，并根据欧姆定律计算出三次测量的 平均值。 数据 次数 U（伏）I（安）Rx(欧) Rx的平均值(欧) 1 2 3 （3）计算出Rx的三次阻值，求出Rx的平均值。Rx=(Rx1+Rx2+Rx3)/3 7、实验结果：Rx=(R1+R2+R3)/3＝_______________________=________欧姆 8、整理器材：实验完毕要整理好仪器。 ☆☆☆(实验要求：积极动手，按要求操作，记录数据、计算结果要实事求是。实 验完毕后，将导线取下捆成一捆，并将仪器排放整齐。) ☆☆☆ 1.★串联、并联电路的特点： 在使用欧姆定律对电路实行判定和计算时必须要充分利用串联，并联电路的特点。 1、串联电路的特点： ⑴在串联电路中，电流强度处处相等 用公式写出为I总＝I1＝I2＝I3＝…… ⑵在串联电路中，总电压等于各段电压之和
R 图 2 k E G mv r 图1 G mv k E R 0 电表内阻的几种测量方法 内阻的测量是近年来高考的热点和亮点，在测量电表内阻的实验中，要灵活运用所学过 的实验方法，依据实验原理和实验仪器，按照题设要求和条件进行合理的测量。练习用多种方法测定电表的内阻，可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。 一、电流表内阻测量的方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数：满偏电流Ig 、满偏时电流表两端的电压Ug 和内阻r g 。一般灵敏电流表的Ig 为几十微安到几毫安，r g 为几十到几百欧姆，Ug=Igr g 也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻，根据提供的器材不同，可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻，可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本节课拟谈几种测定电流表内阻的方法。 1.直接伏安法 电流表满偏电压U g 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，R 0为滑动变阻器。测量时，r 先 置最大值，闭合开关K 后，调节R 0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U g ，则电流表的内电阻 R g 为： R g ＝ g g I U 其中I g 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10K Ω）。测量方法同上。 2、以安代伏法 这一方法是运用一个已知内阻的电流表测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 实验电路如图所示，其表达式 12 21I r I r = ，式中1I 、2I 、1r 、2r 分 别表示通过电流表1A 、2A 的电流和它们的内阻。 3、串R 伏安法 “加R ”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 电路图如图所示；电流表1A 内阻的表达式为： 2R I U R A -= 。
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I g ，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R g ，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U g ，三者之间的关系是：U g ＝I g ×R g 。该实验首先需要测出R g ，方能进行电表的改装。现就测R g 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U g ，算出内电阻R g 电流表满偏电压U g 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，R 0为滑动变阻器。测量时，r 先置最大值，闭合开关K 后，调节R 0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U g ，则电流表的内电阻R g 为： R g ＝ g g I U 其中I g 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210K Ω）。测量方法同上。 1、电流等效替代法 如图3所示电路，G 为待测电流表，G 0为辅助电流表，量程与G 相同或稍大一些，r 为保护电阻，R 0为滑动变阻器，K 1为单刀开关，K 2为单刀双掷开关。测量时，r 先置最大，闭合开关K 1，K 2扳至1端接通电流表G ，调节R 0与r ，使辅助电流表G 0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，K 2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G 0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R g ，即 R g ＝R
高考实验专题电表的改装及内阻的测定（含答案） 1.某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻 为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号） A．18 mA A．21 mA C．25mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。
【答案】 (1). (2). C (3). AC (4). 9979 2. 某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头（量程100μA ，内阻900Ω）；电阻 箱1R （阻值范围09999Ω~.）；电阻箱2R （阻值范围0999999Ω~.）；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为1mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA 和电压3V 两挡。 回答下列问题： （1）在虚线框内画出电路图并标出1R 和2R ，其中 * 为公共接线柱，a 和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱。 （2）电阻箱的阻值应取R 1= Ω，R 2= Ω。（保留到个位） 答案：（1）如图所示 （2）100 2910 解析：（1）R 1的电阻比较小，所以R 1与表头并联构成大量程的的 电流表，R 2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示： （2）改装电流表时需要并联一个电阻，要改装成1mA 的电流表需要并联的电阻R 1。 Ω=-?= -= 1001 ..01900 1.01g g g I I R I R ，所以电阻箱的阻值R 1应取100Ω； R 1与表头并联电阻为Ω=?= +?= '901000 900 10011g g R R R R R 要改装成3V 的电压表需要串联一个电阻R 2，Ω=?-=-= -291010 109 .033 2I U U R A 。 3. 图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为I g =600μA ，内阻为R g ，是标准 电流表，要求改装后的电流表量程为I =60mA 。完成下列填空。 （1）图1中分流电阻R p 的阻值应为 （用I g 、R g 和I 表示）。 μA mA * a b μA R 2 * b μA R 1
电压表电流表内阻问 题
1.某同学复习中用图1甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P 向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源(电压U 恒定，电阻为0)与一个电阻r 的串联(图1乙所示)． 请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r 的实验方案。 可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R 1、R 2(R 1≠R 2）， 导线和开关若干，一节旧干电池。 要求R 1、R 2在同一电路中不能同时工作。请完成： (1)面出实验电路图； (2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： (3)写出电阻r 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。 2.用电压表和电流表可以测未知导体R 的电阻值，即伏安法测电阻，图甲为小白设计的一种测量方案的原理图。 图甲 图乙 图1
(1） 根据电路图，在图丙中用笔画线代替导线连接实物图。 (2）某次实验时电压表和电流表的读数如图乙所示，电流表的读数为 ，电压表的读数 为 ，测得的电阻值为________。 (3）如果考虑到电流表的电阻不为零，则用该测量方案测出的结果必然存在误 差。请你分析说明用这种实验方案测量出来的电阻值会比电阻的真实值偏大或偏小？已知电流表的内阻R A 为1 Ω，要求用此方案测出的电阻值与真实值间的差异不大于真实值的1%，则对待测电阻的真实值R X 要求是什么？ 3.如图所示，电压表和电流表的读数分别为UV 和IA ，电压表内阻为R V Ω，那么待测电阻Rx 的测量值比真实值 ，测量值为 Ω，真实值为 Ω． 4.常用的电流表和电压表都是由小量程的电流计G 改装而成的，如图是一个量程为0～3mA 的电流计G ，电阻Rg=10Ω （1）若将该电流计改装成一个0～3V 的电压表，应怎样改装，先画出电路图，并进行计算应连入多大的电阻． （2）若将该电流计改装成一个0～0.6A 的电流表，怎样改装，画出电路图，并算出连入的电阻值． （3）试推导，改装后的电表的刻度盘仍然是均匀的． + -0.6 3 A 3 15 V B D A C P 图丙 - +
2016高考实验专题三：半偏法测电流表和电压表的内阻 一、半偏法测电流的内阻 1、实验电路图：如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路． 2、实验步骤： ①先断开开关S2，闭合开关S1，调节R1使电流表指针满偏． ②保持R1不变，闭合开关S2，调节Ｒ2，使电流表的指针处于半偏状态，则电流表的内阻R g=Ｒ2．Array 3、实验条件：①滑动变阻器R1的阻值远大于电流表 的内阻，②选用电动势较大的电源 4、实验误差：R测 假定电源的电动势为，内阻为，电压表的满偏电压为。当，开关闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏时，根据闭合电路欧姆定律 得,其中（1） 调节电阻箱的阻值，使电压表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及串联分压公式得 （2）方法一： 联立（1）和（2），消除和得 （3） 显然，且与的相对误差
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