2019年高考物理专题复习精品讲义：专题39 电表改装原理

专题39 电表改装原理

一、表头

常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的，表头是一个小量程的电流表G。

1．表头内阻R g：指电流表G的内阻，一般为几百欧到几千欧。

2．满偏电流I g：指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流（即电流表G所能测量的最大电流值），一般为几毫安到几十毫安。

3．满偏电压U g：指电流表G通过满偏电流时它两端的电压，一般为几毫伏到几十毫伏。

由欧姆定律可知：U g=I g R g。

二、电表的改装

三、欧姆表的原理

1．构造：如图所示，欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红

黑表笔组成。

欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。

外部：接被测电阻R x 。

全电路电阻R 总=R g +R +r +R x 。

2．工作原理：闭合电路的欧姆定律I =x

g R r R R E +++。

3．刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻R x =0）时，调节调零电

阻R ，使I =I g ，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。

（1）当I =I g 时，R x =0，在满偏电流I g 处标为“0”。（图甲）

（2）当I =0时，R x →∞，在I =0处标为“∞”。（图乙）

（3）当I =

2g I 时，R x =R g +R +r ，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。

一个电流表的满刻度电流值I g =0.6 A ，面板如图所示，那么它每

一小格所对应的电流是_________mA ，指针现在的电流示数是_________A 。如果这个量程为0.6 A 的电流表内阻R g =60 Ω，要把这个电流表的量程扩大成3 A ，那么应该在R g 上_________联一个电阻R S ，R S 的大小应是_________；连上R S 后，测某一电流，指针仍指到如图所示位置，则该电流是_________A ，连上R S 后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未连上R S 前的_________倍。

【参考答案】20 0.340 并 15 Ω 1.7 5

1．某同学欲将满偏电流I g=100 μA、内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表，并对改装表进行校对。

（1）该同学采用“半偏法”利用如图所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E=6 V）时，先闭合开关S1，调节电位器

R，使电流表指针偏转到满刻度，再闭合开关S2，保持R不变，

调节电阻箱R′，使电流表指针偏转到满刻度的_________，

接着读出此时R′的阻值为198 Ω。则该同学测出的电流表的

内阻为R g=_________Ω。

（2）若要将该电流表改装成量程为10 mA 的电流表，需给它

_________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为

R 0=_________Ω的电阻。

（3）把改装好的电流表与标准电流表串联在电路中进行校对。由于

（1）中对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电流表

的测量值为I 1，标准电流表的测量值为I 2，则I 1_________I 2

（选填“>”、“=”或“<”）。

【答案】（1）一半 198 （2）并联 2 （3）

<

（2）若要将该电流表改装成量程为10 mA 的电流表，需给它并联一

个分流电阻，并联电阻阻值：R 0=6g g

6g 10010198=Ω2Ω0.0110010I R I I --⨯⨯≈--⨯。 （3）半偏法测电流表电阻比实际电阻偏小，按照测量值改装电流表

时并联的电阻偏小，这个并联的电阻偏小分流大使电流表读数比实

际偏小。即I 1

2．在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻R g =100 Ω，满偏电流I g =1 mA ，R 1=900 Ω，R 2=100/999 Ω。当S 1和S 2均闭合时，改装所

成的表是什么表？量程为多大？

【答案】电流表 1 A

【解析】当S1和S2均闭合时，改装所成的表是电流表（安培表）

g

2g

2999mA

R

I I

R

==

量程I=I g+I2=1 000 mA=1 A

实验室有一破损的双量程动圈式电压表，两量程分别是50 V和500 V，其内部电路如图1所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=49.9 kΩ，R1=499.9 kΩ，现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1 mA，内阻为60 Ω；表头G2的满偏电流0.5 mA，内阻为100 Ω，又有两个定值电阻r1=40 Ω，r2=20 Ω，若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，则：

（1）原表头G满偏电流I g=__________，内阻r g=__________。

（2）用于修复电压表的器材有：__________（填器材符号）。

（3）在虚线框中画出修复后的电路。

【参考答案】（1）I g =1 mA r g =100 Ω

（2）G 1 r 1 （3）如图所示

【详细解析】（1）由图示电路图可知，电压表量程g g 1()50V I r R +=，

g g 2()500V I r R +=

代入数据解得：I g =1 mA ，r g =100 Ω

（2）修复电压表，表头满偏电流为，I g =1 mA ，阻应为：r g =100 Ω，

需要的实验器材为G 1、r 1

（3）电路图如图所示：

1．在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻R g =100 Ω，满偏电流I g =1 mA ，R 1=900 Ω，R 2=100/999 Ω。当S 1和S 2均断开时，改装所