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实验十三 把电流表改装为电压表
考纲解读1.掌握电流表的三个参数，学会用“半偏法”测量电流表的内阻.2.学会把电流表改装为电压表．
基本实验要求
1．实验目的
(1)了解电流表构造，明确满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug的意义． (2)进一步理解串联的分压作用． (3)掌握把电流表改装为电压表的方法． (4)理解半偏法测电阻的原理． 2．实验器材
电流表、电阻箱、开关、电池组、滑动变阻器(大阻值)、标准电压表、导线． 3．实验步骤
(1)半偏法测电流表内阻
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①按照实验原理图甲所示的电路图连接成实验电路，开关S1、S2都处于断开状态，使滑动变阻器在电路中的阻值最大．
②闭合开关S1，调节滑动变阻器使电流表的指针满偏．
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③闭合开关S2，调节电阻箱R′使电流表示数从满偏电流Ig减小到半偏电流Ig，读出此时电阻箱的阻
2值R′，就是电流表的内阻rg. ④断开电键． (2)改装电压表
①计算出电流表改装成电压表需要串联的电阻值R1＝－rg.
②将电阻箱R′的阻值调到R1，与电流表串联构成量程为U的电压表．
规律方法总结
1．“半偏法”测电流表的内阻
电路图如实验原理图甲所示，合上S1，调整滑动变阻器，使电流表恰好满偏；再闭合S2，调整R′，使电流表恰好半偏．当R?R′时，rg＝R′.
2．电流表改装为电压表，根据串联电阻分压的原理可知，把电流表串联一个电阻R组成电压表，二者承受的最大电压(改装后量程)U＝Ig(rg＋R)，或U＝Ug＋IgR.其阻值为：R0＝所示． 3．校表
(1)按如实验原理图丙所示的电路图连接电路，与标准电压表进行核对．
UIg
U－Ug
.其原理如实验原理图乙Ig
UU3U改变滑动变阻器的滑片位置，使○V的示数分别为0、、、、U，并核对改装的电压表的示数是否
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正确．
(2)R表＝nrg，其中n为＝4．误差分析
(1)在用半偏法测表头内阻的过程中，当闭合开关S2后，由于R′与电流表并联．R并
为IgRg＝IR′R′，所以R′ (2)根据电流表改装为电压表的原理，与电流表串联的分压电阻阻值R＝－Rg，由于内阻Rg的测量值小于真实值，使R的计算值偏大，所以改装后的电压表的量程U也偏大一些． UUU，所以nrg＝＝R表． UgIgrgIg UIg 2 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 考点一 实验步骤与误差分析 例1 图1是半偏法测定电流表内阻rg的电路图，图中的R实物 用______，R′实物用____________．正确连接实物后，实验 步骤如下： A．闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 B．断开S1，记下R′的值 C．闭合开关S2，调整R和R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 D．断开S1、S2，将R阻值调到最大 上述__________项步骤有错误，应________才正确，改正后正确操作步骤的顺序编码为________，只有当R′比R________时才可认为rg＝R′，因为并入R′后电路的总电流会变________，故rg的真实值比R′要稍________． 解析 题图中的R应用滑动变阻器，R′用电阻箱，因为R是为了调整G，而R′是为了调整电流表半偏时读出电阻值． 步骤C项有错误，R调整至G满偏后不能再动，闭合S2后，通过调整R′来使G达到半偏，这样rg＝R′. 正确的操作顺序应为DACB；只有当R′比R小的多时，闭合S2后R′的接入对电路的影响才可忽略，从而近似认为rg＝R′，因为并入R′后电路总电阻变小故电流会变大，因此rg的真实值比R′要稍大． 答案 滑动变阻器 电阻箱 C 只调整R′的阻值 DACB 小得多 大 大 考点二 对实验原理及实验方案的选取 例2 用半偏法测量电流表内阻的电路如图2所示．已知电流表的 满偏电流Ig＝100 μA. (1)有四位学生对图中电源电动势E及R1、R2的取值提出了下面 四个不同的方案，最佳应选择______． A．E＝3 V，R1为0～9 999.9 Ω的电阻箱，R2为0～999.9 Ω的电阻箱 图2 B．E＝3 V，R1为0～9 999.9 Ω的电阻箱，R2为0～9 999.9 Ω的滑动变阻器 3 图1 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. C．E＝1.5 V，R1为0～999.9 Ω的电阻箱，R2为0～9 999.9 Ω的电阻箱 D．E＝1.5 V，R1为0～9 999.9 Ω的电阻箱，R2为0～999.9 Ω的滑动变阻器 (2)某同学在一次实际操作中闭合S1(S2不闭合)，调节R1使电流表满偏，然后保持R1不变，闭合S2，调节R2＝50 Ω时电流表读数为25 μA，则此电流表的内阻为________． A．25 Ω (3) B．50 Ω C．150 Ω D．480 Ω 图3 用该电流表改装成一只两用表(如图3所示)，其中AB为改装后的电流表接线端，已知R1′＝0.03 Ω.则改装后的电流表的量程为________ A. 解析 (1)首先从原理上弄清两个电阻的作用，R1是为了使电流表满偏，而R2是为了测量电流表的内阻值，故R2必须是电阻箱，而R1可为电阻箱也可以是滑动变阻器；其次要考虑实验原理带来的误差，要使误差小，应尽可能使R1接入电路的电阻大，则要求电源电动势大，故选A. (2)R2与电流表并联，电压相同，则电流与电阻成反比，得出电流表内阻为150 Ω. (3)由并联电路的规律可得： 10×150 I＝I1＋Ig＝10 A＋ A≈0.5 A. 0.03 －4 －4 答案 (1)A (2)C (3)0.5 4 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 例3 一直流电压表○V，量程为1 V，内阻为1 000 Ω.现将一阻值在5 000 Ω～7 000 Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确性，再给定一直流电源(电动势 E为6～7 V，内阻可忽略不计)，一阻值R2＝2 000 Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线． (1)为达到上述目的，将图4连成一个完整的实验电路图． 图4 (2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V．由此可以计算出改装后电压表的量程为________ V，电源电动势为________ V. 解析 (1)实验电路如图所示 5
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