高中物理电表问题

高中物理电表问题总汇

一、 电表、电表的改装 1.灵敏电流表G （1）三个主要参数

①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。

②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。 ③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 注意：电表就是电阻。 2.电压表

（1）电压表的改装

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.的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量 的电流表时，应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ，电阻

（2）电流表的内阻：R A =Rg ×R/(R+Rg) 4.电流表改装成欧姆表 ①原理：闭合电路的欧姆定律

②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R ，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有： ③当两表笔间接入电阻Rx 时，电流表的电流为：

当Rx 改变时，Ix 随着改变，将电流表表盘上Ix 处表上对应的Rx 值，就构成了欧姆表。

④中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R 中＝R 内＝R+Rg+r 因Ix 与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。

二、滑动变阻器的两种接法 1.限流接法 如图2所示。

用电器Rx 的电压调节范围：

电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原则：

①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。

()g g

g g U U U I R R U U R Ug -==-=

G

R

I

U g

U G

R

I

g U-Ug

R

I-I g U G R

I

R

G

+

－

R

E r

红表笔 黑表笔

Rx

G

+

－

R

E r

红表笔

黑表笔 图1

(0)x ERx

U E r Rx R ≤≤=+R

P a

S E

图2

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。 ③两种方法都满足时优先选用限流接法。 2.分压接法 如图3所示

①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。 ②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则：

①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 ②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。 ③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。

三、电阻的测量

1.伏安法测电阻 （1）原理：部分电路的欧姆定律。（2）电流表外接法，如图4所示。 误差分析：

适用

时。

（3）电流表内接法，如图5所示。

误差分析：

产生误差的原因：电流表A 分压。 适用于测大阻值电阻，即Rx 远大于R A

时。 （4）内、外接法的选用原则 ①计算临界电阻：

若Rx>R 0若Rx

②试触法确定内外接法：在不知道R V 、R A 、R X 的大致值时，可用试触法，如图6

所示触头分别接触a 、b 两点：若V 变化大，说明A 分压大，应用外接法；若A 变化大说明V 分流大，应用内接法。 例1：某同学欲测一电阻Rx 的阻值（约为300Ω）

可供选择的仪器有：电流表A1，量程10mA;电流表A 2，量程0.6A;电压表V 1，量程3V;

电压表V 2，量程15V ；电源电动势为4.5V 。请同学们按图接好电路，闭合S 1后，把开关S 2拨至a 时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S 2拨至b 时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为（ ）所选电流表的量程为（

）Rx 的测量值为（ ）。 2.安安法测电阻

若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用. （1）如图7所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A 1的内阻R 1，则可测得A 2的内阻R 2=I 1R 1/I 2.

（2）如图8所示，当两电表的满偏U A2》U A1时，A 1串联一电阻R 1，同样则可测得R 2的内阻R 2=I 1（R 1+R 0)/I 2. 3.伏伏法测电阻

若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。

V V X V

A V X A V

U R R U R R I R R I I =∠+-测真＝

＝V V

A

X A A A

U U U R R R R I I -=+>测真＝

＝R 0R =1

（1）如图9所示，当两电表的满偏电流接近时，如果已知V 1的内阻R

R 2=U 2R 1/U 1.

（2）如图10所示，当两电表的满偏电流I V2》

I V1时，V 1并联一电阻R 阻为

4.电阻箱或定值电阻当电表用 （1）电阻箱作电压表用，如图11所示：可测得电流表A 2的内阻R 2＝（I 1-I 2)R/I 2

图中电阻箱R

可测得电压为（I 1-I 2)R （2）电阻箱作电流表用

如图12所示，若已知R 及R V,则测得干路电流为：

5.比较法测电阻

如图13所示，

值及A 1表、A 2可得Rx=I 2R 1/I 1.

若考虑电表内阻的影响，则：I 1(Rx+R A1)=I 2(R 1+R A2) 6.替代法测电阻

如图14所示，①S 接1，调节R 2，读出电流表示数为I ； ②S 接2，保持R 2不变，调节电阻箱R 1，使电流表示数也为I 。

由上可得：R X =R 1

该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响，缺点是电阻箱内阻不可以连续调节。 7.半偏法测电阻

（1）半偏法测电流表内阻

方法一：如图15所示，测电流表G 的内阻： ①将电阻箱R 的电阻调到0；

②闭合S 调节R 0，使电流表G 达到满偏电流I 0；

③保持R 0不变，调节R 使电流表G 示数为I0/2；④由上可得R G =R 注意：当R G 》R 0时，测量误差小，此方法适合测大阻值电流表内阻，且测量值偏大。

方法二：如图16所示测量电流表A 的内阻 ①断开S 2，闭合S 1，调节R 0，使A 表满偏为I 0; ②保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使电流表读数为I 0 ③由上得R A =R

注意：当R 0》R A 时，测量误差小，此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。 电源电动势宜大一些。 （2）半偏法测电压表内阻

方法一：如图17所示，测电压表V 的内阻：

①闭合S,将电阻箱R 的电阻调到R 1时，测得电压表示数为U 1； ②调节电阻箱阻值为R 2，使电压表V 的示数为U 1/2； 由上可得R V =R 2-2R 1

方法二：如图18所示，测电压表V 的内阻：

①将滑动变阻器的画片P 滑到最右端，电阻箱R 的阻值调到最大；

2

2

11

10U R U U R R =+

V

U U

I R R =+0

E r=0