《恒定電流把電流表改裝成電壓表課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《恒定電流把電流表改裝成電壓表課件（54頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、實驗三把電流表改裝成電壓表實驗三把電流表改裝成電壓表一、實驗目的一、實驗目的1掌握掌握“半偏法半偏法”測電流表的內阻測電流表的內阻2學會把電流表改裝為電壓表學會把電流表改裝為電壓表3會用標準電表進行校準會用標準電表進行校準二、實驗原理二、實驗原理1.將小量程電流表改裝成為電壓表將小量程電流表改裝成為電壓表有一電流表，內阻為有一電流表，內阻為Rg，滿偏電流為，滿偏電流為Ig，要把它改裝成，要把它改裝成量程為量程為U(UUg)的電壓表，則應串聯(lián)的電阻的計算如下：如的電壓表，則應串聯(lián)的電阻的計算如下：如右圖所示，電流表指針偏轉到滿刻度時它兩端的電壓為右圖所示，電流表指針偏轉到滿刻度時它兩端的電壓為U
2、gIgRg，所串聯(lián)的分壓電阻應分擔的電壓為，所串聯(lián)的分壓電阻應分擔的電壓為URUUg，據(jù)串，據(jù)串聯(lián)電路的分壓關系，有聯(lián)電路的分壓關系，有(UUg)/RUg/Rg，整理化簡后得整理化簡后得R( 1)Rg 令令U/Ugn，(n叫電壓擴大倍數(shù)，即改裝后的電壓表叫電壓擴大倍數(shù)，即改裝后的電壓表的量程的量程U與電流表的滿偏電壓與電流表的滿偏電壓Ug之比之比)，則，則R(n1)Rg 由上式可知，只要知道了要擴大的電壓倍數(shù)，就可由上式可知，只要知道了要擴大的電壓倍數(shù)，就可以求出要串聯(lián)的電阻與電流表內阻的關系以求出要串聯(lián)的電阻與電流表內阻的關系注意：改裝后的電壓表是指電流表和被串聯(lián)的電阻所注意：改裝后的電壓表
3、是指電流表和被串聯(lián)的電阻所構成的整體，即上圖中虛線框所示部分構成的整體，即上圖中虛線框所示部分2“半偏法半偏法”的基本原理的基本原理 (1)按右圖所示連接電路，圖中按右圖所示連接電路，圖中R1為滑動變阻器，為滑動變阻器，R2為電阻箱；為電阻箱；三、實驗器材三、實驗器材待改裝的電流表，一般范圍的電阻箱一個，最大阻值待改裝的電流表，一般范圍的電阻箱一個，最大阻值1 k以上的滑動變阻器一個，標準電壓表一個，直流電源一以上的滑動變阻器一個，標準電壓表一個，直流電源一個個(電動勢稍微大點的電動勢稍微大點的)，連接導線若干，開關兩個，連接導線若干，開關兩個四、實驗步驟四、實驗步驟 1.半偏法測電流表內阻半
4、偏法測電流表內阻 (1)把兩個電鍵把兩個電鍵(已經(jīng)斷開已經(jīng)斷開)、大阻值變阻器、大阻值變阻器R1、電阻箱、電阻箱R2、電流表和電源按照右圖所示的電路連接好；、電流表和電源按照右圖所示的電路連接好； (2)檢查電路無誤后，閉合檢查電路無誤后，閉合S1，調節(jié)變阻器，調節(jié)變阻器R1，使電流，使電流表滿偏，干路電流為表滿偏，干路電流為Ig； (3)保持保持R1不變，閉合不變，閉合S2后調節(jié)后調節(jié)R2，使電流表達到半偏，使電流表達到半偏(滿刻度的一半滿刻度的一半)； (4)記下此時電阻箱記下此時電阻箱R2的阻值，即為電流表的測量內阻的阻值，即為電流表的測量內阻Rg. 2.改裝改裝 (1)算出電流表的滿偏
5、電壓算出電流表的滿偏電壓Ug； (2)如果把電流表改裝成量程為如果把電流表改裝成量程為U的電壓表，計算應串的電壓表，計算應串聯(lián)的電阻值聯(lián)的電阻值R3； (3)將電阻箱阻值調為將電阻箱阻值調為R3，把電流表與電阻箱串聯(lián)起，把電流表與電阻箱串聯(lián)起來來 3.核對核對 (1)按右圖所示連接電路，并使變阻器按右圖所示連接電路，并使變阻器R1的滑片在分壓的滑片在分壓值最小的位置，使輸出電壓起始為零；值最小的位置，使輸出電壓起始為零； (2)改變變阻器改變變阻器R1的滑片位置，使標準電壓表的滑片位置，使標準電壓表V的示數(shù)的示數(shù)分別為分別為0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V、，直至使電流表達到，直
6、至使電流表達到滿偏滿偏(注意電壓表的量程注意電壓表的量程)，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否正確正確五、誤差分析1“半偏法”測電流表內阻時，存在系統(tǒng)誤差當S2閉合后，整個電路的總電阻變小，總電流變大，通過電流表的電流為原來的一半，則通過電阻箱的電流就大于通過電流表的電流即R測rg.當電路中Rrg時，誤差較小，因此要使Rrg，同時電源電動勢也應適當大一些2.改裝后的電壓表也存在系統(tǒng)誤差：因R測100rg. 2.實驗時，在R較大情況下為了使電流表滿偏，電源電動勢宜大些 3.閉合開關S1時，必須先將滑動變阻器R的阻值調至最大 4.閉合開關S2、調節(jié)電阻箱R時，應保持滑動變阻
7、器R的阻值不變 5.“半偏法”測電流表內阻的實驗中R只能用電阻箱，R可用阻值很大的滑動變阻器或電阻箱若實驗給出兩個電阻箱，一個阻值較大(10 k以上)，另一個阻值較小，一定要把阻值大的連到干路上，阻值小的與電流表并聯(lián) 6.改裝后電壓表校準，校對電路要用分壓式，使改裝電壓表的電壓可以從零開始一一校對，且不可超量程七、實驗改進七、實驗改進 在用在用“半偏法半偏法”測電流表內阻時，由于存在系統(tǒng)誤測電流表內阻時，由于存在系統(tǒng)誤差，使得測得值偏小我們可以在原電路的基礎上在干路中差，使得測得值偏小我們可以在原電路的基礎上在干路中串接一標準電流表串接一標準電流表A0. 按右圖連接電路，實驗時反復調節(jié)滑動變阻
8、器按右圖連接電路，實驗時反復調節(jié)滑動變阻器R和電阻和電阻箱箱R，使標準電流表，使標準電流表A0的讀數(shù)始終為待測電流表的讀數(shù)始終為待測電流表A的滿偏電的滿偏電流流Im，而待測電流表，而待測電流表A的示數(shù)為的示數(shù)為 ，此法系統(tǒng)誤差便得到，此法系統(tǒng)誤差便得到消除，即電流表的內阻為消除，即電流表的內阻為rgR.【例例1】用半偏法測電流表內阻用半偏法測電流表內阻Rg，其測量值為，其測量值為R測測，改裝后電壓表的測量值為改裝后電壓表的測量值為U測測，實際電壓為，實際電壓為U，如右圖所示，如右圖所示，以下關系中正確的有以下關系中正確的有 ()AR測測RgCU測測U【例例2】把電流表改裝為電壓表的實驗中，分把
9、電流表改裝為電壓表的實驗中，分3個主要步驟，個主要步驟，實驗中給出的器材有：實驗中給出的器材有：a.電流表電流表(量程量程0100 A)；b.標準電壓表標準電壓表(量程量程05 V)，c.電阻箱電阻箱(09999 )；d.電阻箱電阻箱(099999)；e.電源電源(電動勢電動勢2 V，有內阻，有內阻)；f.電源電源(電動勢電動勢6 V，有內阻，有內阻)；g.滑動滑動變阻器變阻器(050 ，額定電流，額定電流1.5 A)；h.開關兩只，導線若干開關兩只，導線若干(1)首先要用半偏法測定電流表首先要用半偏法測定電流表的內阻如果采用右圖所示的電路測的內阻如果采用右圖所示的電路測定電流表定電流表A的內
10、電阻并且要想得到較的內電阻并且要想得到較高的精確度，那么從以上給出的器材高的精確度，那么從以上給出的器材中，可變電阻中，可變電阻R1應選用應選用_，可變，可變電阻電阻R2應選用應選用_，電源，電源E應選應選用用_該實驗操作的步驟有：該實驗操作的步驟有：A合上合上S1B合上合上S2C觀察觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調的阻值調至最大至最大D調節(jié)調節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度E調節(jié)調節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半F記下記下R2的阻值的阻值把以上步驟的字母代號按實
11、驗的順序填寫在橫線上：把以上步驟的字母代號按實驗的順序填寫在橫線上：_.(2)下圖所示器材中，一部分是將電流表改裝為電壓表下圖所示器材中，一部分是將電流表改裝為電壓表所需的，其余是為了把改裝成的電壓表跟標準電壓表進行校所需的，其余是為了把改裝成的電壓表跟標準電壓表進行校對所需的在方框中畫出改裝和校對都包括在內的電路圖對所需的在方框中畫出改裝和校對都包括在內的電路圖(要求對要求對05 V的所有刻度都能在實驗中進行校對的所有刻度都能在實驗中進行校對)；然后在；然后在圖上畫出連線，將所示器材按以上要求連接成實驗電路圖上畫出連線，將所示器材按以上要求連接成實驗電路【解析解析】(1)可變電阻可變電阻R1
12、、R2選擇的依據(jù)是什么？選擇的依據(jù)是什么？答答可變電阻可變電阻R1應選擇總電阻較大的變阻器，因為利用應選擇總電阻較大的變阻器，因為利用其調節(jié)要能使電流表滿偏，但電流表量程較小，需要接入的其調節(jié)要能使電流表滿偏，但電流表量程較小，需要接入的阻值要大，應選阻值要大，應選d.可變電阻可變電阻R2，一方面只能選電阻箱，才能，一方面只能選電阻箱，才能讀出具體數(shù)值，另一方面只要能達到電流表的內阻就可以，讀出具體數(shù)值，另一方面只要能達到電流表的內阻就可以，應選應選c.(2)電源又如何選擇呢？電源又如何選擇呢？答答由于電源由于電源e的電動勢太小，所以只能選擇的電動勢太小，所以只能選擇f.(3)如何安排實驗步驟
13、呢？如何安排實驗步驟呢？答答結合所給電路原理圖，利用實驗原理及設計思想中結合所給電路原理圖，利用實驗原理及設計思想中“半偏法半偏法”測電流表測電流表G的內阻的步驟考慮要注意的內阻的步驟考慮要注意R1由于是由于是連在干路上起到限流作用的，因此開始應處于最大值處因連在干路上起到限流作用的，因此開始應處于最大值處因此步驟為：此步驟為：C、A、D、B、E、F.(4)測得電流表內阻為多少？測得電流表內阻為多少？答答利用半偏法原理，可以認為半偏時利用半偏法原理，可以認為半偏時R2的讀數(shù)即為電的讀數(shù)即為電流表的內阻流表的內阻(5)如何改裝所需電壓表？如何改裝所需電壓表？答答應將電流表與相應阻值的電阻箱串聯(lián)應
14、將電流表與相應阻值的電阻箱串聯(lián)(6)改裝的電壓表應與標準電壓表如何連接？改裝的電壓表應與標準電壓表如何連接？答答由于是改裝的電壓表與標準電壓表校對，二者應并由于是改裝的電壓表與標準電壓表校對，二者應并聯(lián)聯(lián)(7)滑動變阻器應如何連接？滑動變阻器應如何連接？答答由于要求對由于要求對05 V的所有刻度都能在實驗中進行校的所有刻度都能在實驗中進行校對，只能采用分壓電路如下圖所示對，只能采用分壓電路如下圖所示【答案答案】(1)dcfCADBEF(2)實驗電路圖如上圖所示實驗電路圖如上圖所示1一電壓表由一電壓表由“表頭表頭”G與電阻與電阻R串聯(lián)而成，如右圖串聯(lián)而成，如右圖所示若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)總比準
15、確值稍小一些，采所示若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)總比準確值稍小一些，采用下列哪些措施能加以改進用下列哪些措施能加以改進 ()A在在R上串聯(lián)一個比上串聯(lián)一個比R小得多的電阻小得多的電阻B在在R上串聯(lián)一個比上串聯(lián)一個比R大得多的電阻大得多的電阻C在在R上并聯(lián)一個比上并聯(lián)一個比R小得多的電阻小得多的電阻D在在R上并聯(lián)一個比上并聯(lián)一個比R大得多的電阻大得多的電阻【答案答案】D2兩個電壓表兩個電壓表V1和和V2是完全相同的兩個電流表改裝的，是完全相同的兩個電流表改裝的，V1量程是量程是5 V，V2量程是量程是15 V，為了測，為了測15 V20 V電壓，我電壓，我們把們把V1和和V2串聯(lián)起來用，以下敘述正確
16、的是串聯(lián)起來用，以下敘述正確的是 ()AV1、V2的讀數(shù)相同的讀數(shù)相同BV1、V2指針偏轉角度相等指針偏轉角度相等CV1、V2讀數(shù)不同，指針偏轉角也不同讀數(shù)不同，指針偏轉角也不同DV1、V2讀數(shù)之比等于兩電壓表內阻之比讀數(shù)之比等于兩電壓表內阻之比【解析解析】把把V1和和V2串聯(lián)使用時，組成電壓表的電流串聯(lián)使用時，組成電壓表的電流表和分壓電阻都是串聯(lián)關系，通過完全相同的兩個電流表的表和分壓電阻都是串聯(lián)關系，通過完全相同的兩個電流表的電流相等，指針偏轉角也相等兩個電壓表是串聯(lián)使用，根電流相等，指針偏轉角也相等兩個電壓表是串聯(lián)使用，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關系，分配在據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關系，分配在V
17、1和和V2兩端的電壓，即兩端的電壓，即V1和和V2讀數(shù)之比等于兩個電壓表內阻之比，綜合以上分析可讀數(shù)之比等于兩個電壓表內阻之比，綜合以上分析可知，知，B、D選項正確選項正確【答案答案】B、D3如右圖所示，用半偏法測電流表如右圖所示，用半偏法測電流表G內阻內阻Rg，則下列，則下列說法中正確的是說法中正確的是 ()【答案答案】ABC4(全國全國卷卷)有一電流表有一電流表，量程為，量程為1 mA，內阻，內阻rg約約為為100 .要求測量其內阻可選用的器材有：電阻箱要求測量其內阻可選用的器材有：電阻箱R0，最，最大阻值為大阻值為99999.9；滑動變阻器甲，最大阻值為；滑動變阻器甲，最大阻值為10 k
18、；滑；滑動變阻器乙，最大阻值為動變阻器乙，最大阻值為2 k；電源；電源E1，電動勢約為，電動勢約為2 V，內阻不計；電源內阻不計；電源E2，電動勢約為，電動勢約為6 V，內阻不計；開關，內阻不計；開關2個，個，導線若干采用的測量電路圖如下圖所示，實驗步驟如下：導線若干采用的測量電路圖如下圖所示，實驗步驟如下：斷開斷開S1和和S2，將，將R調到最大；合上調到最大；合上S1，調節(jié)，調節(jié)R使使?jié)M偏；滿偏；合上合上S2，調節(jié)，調節(jié)R1，使，使半偏，此時可以認為半偏，此時可以認為的內阻的內阻rgR1.試問：試問：(1)在上述可供選擇的器材中，可變電阻在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應該選擇應該選擇_
19、；為了使測量盡量精確，可變電阻；為了使測量盡量精確，可變電阻R應該選擇應該選擇_，電源，電源E應該選擇應該選擇_(2)認為內阻認為內阻rgR1，此結果與，此結果與rg的真實值相比的真實值相比_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相等相等”)【解析解析】(1)此為半偏法測電流表內阻，此為半偏法測電流表內阻，R1只能選用只能選用電阻箱電阻箱R0，以方便讀數(shù)；閉合，以方便讀數(shù)；閉合S2后，電路中總電阻發(fā)生變化，后，電路中總電阻發(fā)生變化，要減小實驗誤差，要減小實驗誤差，R應選滑動變阻器甲，電源應選應選滑動變阻器甲，電源應選E2.(2)閉合閉合S2后，回路總電阻變小，總電流變大，當電流后，回路總電阻變
20、小，總電流變大，當電流表示數(shù)為原電流一半時，通過表示數(shù)為原電流一半時，通過R1的電流比通過電流表的電流的電流比通過電流表的電流大，由并聯(lián)電路的特點可知大，由并聯(lián)電路的特點可知R1rg.【答案答案】(1)R0 滑動變阻器甲滑動變阻器甲 E2 (2)偏小偏小5(全國全國卷卷)一直流電壓表一直流電壓表V，量程為，量程為1 V，內阻為，內阻為1000.現(xiàn)將一阻值在現(xiàn)將一阻值在50007000之間的固定電阻之間的固定電阻R1與此電與此電壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程為求得擴大后量程的準確壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程為求得擴大后量程的準確性，再給定一直流電源性，再給定一直流電源(電動勢電動勢E為為67V，內
21、阻可忽略不計，內阻可忽略不計)，一阻值一阻值R22000的固定電阻，兩個單刀開關的固定電阻，兩個單刀開關S1、S2及若干及若干導線導線(1)為達到上述目的，將下圖連成一個完整的實驗電路為達到上述目的，將下圖連成一個完整的實驗電路圖圖(2)連線完成以后，當連線完成以后，當S1與與S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當；當S1閉合，閉合，S2斷開時，電壓表的示數(shù)為斷開時，電壓表的示數(shù)為0.70 V由此由此可以計算出改裝后電壓表的量程為可以計算出改裝后電壓表的量程為_V，電源電動勢，電源電動勢為為_V.【答案答案】(1)見解析圖見解析圖(2)76.36有一內阻為有一內阻
22、為30 k、量程未知、量程未知(約約25 V35 V)、共有、共有30個均勻小格的直流電壓表個均勻小格的直流電壓表V.為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用下列器材可供選用標準電壓表標準電壓表V1：量程：量程3 V，內阻，內阻3 k電流表電流表A：量程：量程03 A，內阻未知，內阻未知滑動變阻器：總阻值滑動變阻器：總阻值1 k穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源E：30 V，內阻不能忽略，內阻不能忽略電鍵、導線若干電鍵、導線若干要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度(1)在方框中畫出實驗電路圖在方框中畫出實驗電路圖(2)選用記錄數(shù)據(jù)中的一組，寫出
23、計算量程的表達式選用記錄數(shù)據(jù)中的一組，寫出計算量程的表達式Ug_，式中各字母的意義是：，式中各字母的意義是：_.【解析解析】(1)如下圖所示如下圖所示7利用如圖利用如圖1所示的電路測量電流表所示的電路測量電流表mA的內阻的內阻RA，圖，圖中中R1、R2為電阻，為電阻，S1、S2為開關，為開關，E是電源是電源(內阻可忽略內阻可忽略)(1)根據(jù)圖根據(jù)圖1所給出的電路原理圖，在如圖所給出的電路原理圖，在如圖2所示的實物所示的實物圖上連線圖上連線(2)已知已知R1140，R260.當開關當開關S1閉合，閉合，S2斷開時，斷開時，電流表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為6.4 mA；當；當S1、S2均閉合時，電流表讀數(shù)
24、為均閉合時，電流表讀數(shù)為8.5 mA.由此可以求出由此可以求出RA_.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)【答案答案】(1)連線如圖所示連線如圖所示(2)438為了測定電流表為了測定電流表A1的內阻，采用如圖的內阻，采用如圖1所示的電所示的電路路其中：其中：A1是待測電流表，量程為是待測電流表，量程為300A，內阻約為，內阻約為100；A2是標準電流表，量程是是標準電流表，量程是200A；R1是電阻箱，阻值范圍是是電阻箱，阻值范圍是0999.9；R2是滑動變阻器；是滑動變阻器；R3是保護電阻；是保護電阻；E是電池組，電動勢為是電池組，電動勢為4V，內阻不計；，內阻不計；S1是單刀單擲開關，是單
25、刀單擲開關，S2是單刀雙擲開關是單刀雙擲開關(1)根據(jù)電路圖根據(jù)電路圖1，請在圖，請在圖2中畫出連線，將器材連接成中畫出連線，將器材連接成實驗電路實驗電路(2)連接好電路，將開關連接好電路，將開關S2扳到接點扳到接點a處，接通開關處，接通開關S1，調整滑動變阻器調整滑動變阻器R2使電流表使電流表A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為150A；然后將開關；然后將開關S2扳到接點扳到接點b處，保持處，保持R2不變，調節(jié)電阻箱不變，調節(jié)電阻箱R1，使，使A2的讀數(shù)的讀數(shù)仍為仍為150A.若此時電阻箱若此時電阻箱R1各旋鈕的位置如右圖所示，電阻各旋鈕的位置如右圖所示，電阻箱箱R1的阻值是的阻值是_，則待測電流表，則待測
26、電流表A1的內阻的內阻Rg_.(3)上述實驗中，無論怎樣調整滑動變阻器上述實驗中，無論怎樣調整滑動變阻器R2的滑動端的滑動端位置，都要保證兩塊電流表的安全在下面提供的四個電阻位置，都要保證兩塊電流表的安全在下面提供的四個電阻中，保護電阻中，保護電阻R3應選用應選用_(填寫阻值相應的字母填寫阻值相應的字母)A200 k B20 kC15 k D2 k(4)下面提供了最大阻值不同的四個滑動變阻器若既下面提供了最大阻值不同的四個滑動變阻器若既要 滿 足 上 述 實 驗 要 求 ， 又 要 調 整 方 便 ， 滑 動 變 阻 器要 滿 足 上 述 實 驗 要 求 ， 又 要 調 整 方 便 ， 滑 動 變 阻 器_(填寫阻值相應的字母填寫阻值相應的字母)是最佳選擇是最佳選擇A1 k B5 kC10 k D25 k【答案答案】(1)如下圖如下圖(2)86.3 86.3(3)B (4)C
恒定電流把電流表改裝成電壓表課件
