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1、电流表和电压表,电压表和电流表,改装,一,1.电流表G的构造,永磁铁,线圈,表盘,指针, I ：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。,IU：通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。,3三个主要参数内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。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。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,Ig ，Ug都很小。欲用表头测量超过其量程的电流，就必须扩大它的量程。,1、电流表改装电压表的原理：,串联一个电阻，分担一部分电压,电路分析,2.电压表的改装（1）电压表的改
2、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+R (3)双量程电压表,Ug,Ig,Rg,U-Ug,2、分压电阻的计算,电压表内阻,满偏电压,分压电阻,例1.一块满偏电流为Ig=1mA，内阻为Rg= 1 K的电流表要把它改装成量程为10V的电压表，怎么办？如何改写表盘 ？,R9K ,练习1：已知电流表G的量程为100A，内阻为600，改装为量程为5V的电压表，应串联一个R1= 的电阻，改装为15V的电压表应串联R= 的电阻, 若改装为双量程电压表，画出电路图，标明阻值。,R149.4K,
3、R2100K,练习2、把满偏电压为0.1V的电流表改装成量程为10V的电压表后，下列说法正确的是（ ）A、当指针在表盘的正中间时，加在表头上的电压为5VB、当指针在表盘的正中间时，所测量的电压为5VC、改装后，电压表的电流的测量范围并没有改变D、改装的原理是根据串联电路的分压规律由局部推知整体,BCD,练习3、两个电压表V1、V2是完全相同的两个电流表改装的，V1的量程为5V，V2的量程为15V为了测量15V20V的电压，我们把它们串联起来用，以下叙述正确的是（ ）A、 V1、V2的读数相同B、 V1、V2 的指针偏转角度相同C、 V1、V2的读数不同，指针偏转角也不同D、 V1、V2的读数
4、之比等于两伏特表的内阻比,BD,（1）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。（2）电流表的内阻：RA=RgR/(R+Rg) (3)双量程电流表,例2、有一块为Ig= 1mA，内阻为Rg= 1 K的电流表要把它改装成量程为10mA的电流表，怎么办？表盘如何改写？,R ,练习1.一个电流表内阻为0.18 最大量程为10A，刻度盘为100个刻度，现将其最大量程扩大到100A，需 联一个 的电阻，此时刻度盘每个刻度表示 ，新的电流表的内阻为 。,并,0.02 ,1A,0.018 ,四、三接线柱两量程电表,2
5、、两量程电流表,1、两量程电压表,例2、如图是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200 ，计算R1和R2的阻值。,解：,（R1+R2） (I1-Ig) = Ig Rg ,Ig（Rg+ R2 ）=(I2-Ig) R1 ,得： R1=20 R2=180,例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表，Ig=1mA，Rg=100 ，计算R1和R2的阻值。,Ug= IgRg =0.1V，,n1=30 n2=150,R1=（ n1 -1）Rg=2900 ,R2=（ n2 -1）Rg=14900 ,R1=（ n1 -1）Rg=2900 ,R1+R2=(n2 -1)Rg=14900 ,R2= 12 k,练习2
6、两个相同的电流表G改装成程不同的电流表A1、A2, A1的量程大于A2量程,若将两电流表并联起来，则A1的指针偏转角_ (;=) A2的读数,=,串联电路,并联电路,分压,分流,小结：小量程电流表的改装,二：电表的校正,例如对改装的3V电压表的校对：改变变阻器R的滑片位置，使V 的示数分别为0、0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V依次核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。 例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差,6. 电表的校对,校对电流表电路图,校对电压表电路图,思考题1：校正电流表时，如果发现改装表的读数相对标准表的读
7、数都偏高，试问要达到标准表的数值，此时改装表的分流电阻应调大还是调小？为什么？如果是偏低呢？,改装后的电流表若示数总是小于标准电流表的示数时，说明同样总电流下流过表头的电流偏小，分流电阻分得的电流过大，分流电阻的阻值偏小，应再与分流电阻串联一适当阻值的电阻或直接换用一阻值较大的适当电阻。 若改装电流表示数偏大时，情况则相反.,思考题2：校正电压表时，如果发现改装表的读数相对较小试问要达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻应调大还是调小？为什么？,校正改装后的电压表若示数总是小于标准电压表的示数，说明同样总电压下流过表头的电流偏小，串联的分压电阻偏大，需换用一个较小阻值的电阻或与原分压电阻并联一
8、个适当阻值的电阻。 若改装电压表的示数总是大于标准电压表的示数时，情况则相反。,例1.一伏特计由电流表G与电阻R串联而成，如图所示。若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进？ （ ）A、在R上串联一比R小得多的电阻；B、在R上串联一比R大得多的电阻；C、在R上并联一比R小得多的电阻；D、在R上并联一比R大得多的电阻；,R,解：电流表的电流偏小，即内电阻过大，应并联一个电阻，只是稍小，故应只将内阻稍改就行，故并一个大电阻。,D,三 测量电表内阻,实验电路和实验步骤,1. 用半偏法测电流（压）表的电阻,（1）先闭合S1 ，调节R1使电流表指针满偏。,（2）再闭合
9、S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值。,（3）若R1R2 ，有Rg=R2,先满偏，后半偏。,用半偏法测电流表的电阻,（2）实验原理,若R1R2 则Rg =R2,（3）.误差分析（条件：R1R2 ）,闭合S2前后，R总近似相等,闭合S2前后，干路中的电流基本不变,闭合S2后，电流表半偏，通过电阻箱的电流近似为Ig/2,故：Rg测=R2,R测R真,要求：E大点好,闭合S2前后R总,闭合S2前后干路中的电流,半偏时通过电阻箱的电流,实验电路和实验步骤,先满偏，后半偏。,（1）把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端。,（3）保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0
10、使电压表指针半偏，记下R0的值.,（2）闭合开关S，调节R使电压表指针满偏。,（4）若RRV ，有R0=RV,P,2.用半偏法测电压表的电阻,（2）实验原理和误差分析,故 RV测=R0,调节R0使电压表满偏和半偏时，Pa间的总电压基本不变 调节R0使电压表半偏时，电阻箱两端的电压近似为Ug/2,条件：RRV ，调节R0使电压表满偏和半偏时，Pa间并联部分的电阻基本不变。,R测R真,满偏和半偏时的并联电阻,满偏和半偏时的Pa间总电压,半偏时电阻箱两端电压,满偏时,半偏时有,相对误差,滑片处于正中位置时,2.误差分析,要求：R0小 E小点好,相对误差最大,3.其它测电阻的方法：用替代法测量电表的电
11、阻,实验时先连入电流表（电压表），记下电路中电表的读数，然后把电流表（电压表），换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这时电阻箱的读数就是待测电表的内阻,（1）原理,（2）电路,用电阻箱和电流表测量,用电阻箱和电压表测量,“安安法”测电流表的电阻,电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用,“伏安法”测电压表的电阻,电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻,没有系统误差,此电路能否测量出电流表的内阻？,没有系统误差,用伏安法测电压（流）表的电阻,“伏伏法”测电压表的电阻,电压表的创新使用测电流,已知电压表V2的内阻,将V2看成
12、一个电流表使用,没有系统误差,没有系统误差,“比较法”测电阻,例3.实验室内有一毫伏电压表（符号，量程为150mV，内阻约145），现要测量其内阻，实验室提供如下器材：电动势为1.5V的干电池；电阻箱R（099.9）；滑动变阻器R1（050）；标准电流表（量程15mA，内阻约500）；开关K以及导线若干（1）请设计一个尽可能精确地测出毫伏表内阻RmV的测量电路（2）直接读出的物理量是_（3）用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式RmV=_（4）若测出毫伏表的内阻为150，要把它改装成量程为15mA的电流表，应在所提供的仪器中选用_，并将其调至_后，与毫伏电压表_联,（2）电流表读数I、毫伏表读数U
13、、电阻箱读数R（3）（4）电阻箱R（099.9）；10.7；并,例4、某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：A电流表G1(量程1.0mA，内电阻约100)B电流表G2(量程500A，内电阻约200)C电池组E(电动势为3.0V，内电阻未知)D滑线变阻器R(025)E四旋钮电阻箱R1(总阻值9999)F保护电阻R2(阻值约100)G开关S1，单刀双掷开关S2,（1）实验中该同学先合上开关S1，再将开关S2与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数
14、为I；然后将开关S2与b相连，保持_不变，调节_，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数为r,例4、某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：A电流表G1(量程1.0mA，内电阻约100)B电流表G2(量程500A，内电阻约200)C电池组E(电动势为3.0V，内电阻未知)D滑线变阻器R(025)E四旋钮电阻箱R1(总阻值9999)F保护电阻R2(阻值约100)G开关S1，单刀双掷开关S2,【答案】（1）滑线变阻器R，电阻箱R1；（2）r（3）3.81（4）校对电压表的电路如图所
15、示,2）由上述测量过程可知，电流表G2内电阻的测量值rg=_（3）若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190，他必须将一个_的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表（4）画出用标准电压表V0对改装后的电压表V所有刻度进行校对的电路图,四：电流表电压表的读数,1、凡最小分度值是以“1”为单位的.有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补“0”,读数：0.70A,读数：2.40V,2、凡最小分度值是2个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能估读最小分度半小格为宜，将最小分度分为二等分，称为“二分之一估读”。比如用00.6安量程，其精度为0.02安，说明测量时只能准确到0.02安。,读数：0.14A,读数：0.37A,如图所示安培表指针位置，若用0-0.6A量程时，,读数为0.32A,3、凡最小分度值是5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能估读最小分度1/5小格为宜，将最小分度分为五等分，称为“五分之一估读”。如当电压表在15伏档位，表盘的最小分度值为0.5伏格。,如图所示伏特表指针位置，若用0-15V量程时，,读数为12.5V。,读数：10.5V,读数：9.4V,
