高三物理电表的改装

A．电压表V（量程3V，内阻约为20K）
B．电流表A1（量程200A，内阻约为500） C．电流表A2（量程0.6A，内阻约为3） D．定值电阻R0（阻值10K） E．电阻箱R′（最大阻值9999 ）
F．滑动变阻器R（最大阻值100）
G．电源E（电动势3V） H．开关S
（1）测量小量程电流表G的内阻．为了尽量减小误 差，要求测量多组数据，所提供的电流表中，应选 用 B （填写字母代号）， 请在图1的虚线框中 画出符合要求的实验电路图（其中电源、开关及连 线已画出）．
一、电流表量程的扩大 ——并联一个小电阻
由 ( I - Ig ) R= Ig Rg
I-Ig R
R I g Rg
I Ig
若I =n Ig ，则
I
R I g Rg Rg I Ig n1
Ig
G Rg
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω，满偏电流为
Ig=100μA，怎样把它改装成量程为10mA的电流表？
动变阻器为______R_2___；选用的电池 为_____E_3____。
G R
S2 R′
S1
E
图1
（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路， 示于图2和图3 。图________2__为合理电路，另一电路 不合理的理由是 ___图__3_的__电__路__更__换__量__程__时_ 会。使分流 电阻都未并在表头上,以致流过表头的电流过大而损坏.
Байду номын сангаас
电压表？
解： Ug=IgRg=0.1V n=U/Ug=30 ∴R=(n-1)Rg=29000 Ω=29 kΩ
四、双量程电压表 如甲、乙图示是一个双量程电压表, Ig=1mA，Rg=100 Ω，计算R1和R2的阻值。
解： 甲图 Ug= IgRg =0.1V，
n1=30
n2=150
R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω
062.北京市海淀区二模反馈题21(2) 21.（2）在把电流表改装成电压表的实验中，把量程 为Ig、内阻未知的电流表G改装成电压表。 ①采用如图1所示的电路测电流表G的内阻Rg，根据电 路图连接实物图；
电位器
G
G
R2 S2 R1
电阻箱
电阻箱
E r S1
S2
图1
电源
解①: 实物连接图如图蓝线所示
S1
R2=（ n2 -1）Rg=14900 Ω
G
R1
－
甲 3V
R2 15V
乙图 同样求出R1 R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω
R1
R2
G
Rg+R1+R2=15÷1=15 kΩ
－
R2= 12 kΩ
乙 3V
15V
五、改装电压表的校对 电路图如图示
R1
G
V为标准电压表， R为滑动变阻器(分压器接法), 虚线框中为改装电压表。
由此可以计算出改装后电压表的量程为___7____ V,
电动势为___6_.3___V。
解：实验电路图如右图示
R1 V
0.90 103 ( R1 RV ) E
R2
0.70 103 ( R1 RV R2 ) E
S2
解得E=6.3V, R1 =6000 ,
E S1
量程为 U 1.0 103 ( R1 RV ) 7V
⑴完善下列实验步骤：
mA
①将虚线框内的实物图按电路
原理图连线；
mA
b R
R0 A
R0
a
S
A
E
实物连线如图示；S
E
②将滑动变阻器的滑动头调至 b “b”），电阻箱R0的阻值调至零； ③合上开关；
端（填“a ”或
④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，
使标准电流表读数为1 A；
⑤调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏， 此时标准电流表的读数会 减小 （填“增大”、
（电动势E为6 ~ 7V，内阻不计）、 一阻值R2＝2000 的固定电阻、 两个单刀开关S1、S2及导线若干。
R1 V
R2 S2 E S1
（1）为达到上述目的，将对应的图连成一个完整的 实验电路图。
（2）连线完成以后，当S1、S2均闭合时,电压表示数 为0.90V；当S1闭合, S2断开时, 电压表示数为0.70V。
表是较大倍率挡．
Ra G Rb
R
S ab
E
G Rd
R
Rc E c Sd
图2
图3
题目
gk011.2008年高考物理海南卷14 14、一毫安表头mA 满偏电流为9.90 mA，内阻约为
300 Ω．要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流 表，其电路原理如图所示．图中，A 是量程为2 A的
标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开 关，E为电源．
滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大 阻值100kΩ；电阻箱R′,最大阻值9999Ω； 定值电阻
R0 ,阻值1kΩ；电池E1 ，电动势1.5V ；电池E2 ，电动 势3.0V ；电池E3 ，电动势4.5V ；（所有电池内阻均 不计）标准电流表A ，满偏电流1.5mA ；
（1）采用如图1所示电路测量表头的 内阻，为提高测量精确度，选用的滑
解：R= Ig Rg／( I- Ig ) =0.1×1000 ／9.9=10.1Ω 或 R=Rg／(n-1)=1000 ／99=10.1Ω
二、双量程电流表
如图示是一个双量程电流表,
Ig=0.5mA，Rg=200 Ω，计算R1和R2的阻值。
解：（R1+R2） (I1-Ig) = Ig Rg
①
Ig（Rg+ R2 ）=(I2-Ig) R1
A1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1:1
A2
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1:5
004.南京师大物理之友电学综合(二) 14、 14. 现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满
偏电流为50µA ，内阻约为800～850 Ω，把它改装成
1mA 、10mA的两量程电流表。可供选择的器材有：
②测得电流表G内阻为Rg，把它改装成量程为UV的 电压表，需要 串 联（填“串”或“并”）一个电阻
Rx，RxU=V I g Rg
。
③把改装好I g的电压表与标准电压表进行逐格校对，试
在方框内画出校对电路图。改装及校准所用器材的实
物如右图2所示, 试在所给的实物图中画出连接导线。
G R0
G
V
图4
R
“减小”或“不变”）；
⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读 数 1 A ，同时毫安表指针满偏．
⑵回答下列问题：
①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数
为3.1 Ω，由此可知毫安表头的内阻为 310 Ω ．
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流
表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 0.495 A．
题目 第2页
061.北京西城区2008年5月抽样21 21．某同学想测量一段电阻丝的电阻率，其中使用了
自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下：
A．测量电流表的内阻。按图1连接电路，将电位器R
调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1，调整R的阻 值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R的阻值
043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试9
9．如图所示，电流表A1（0—3A）和A2（0—0.6A） 是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表
并联后接人电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，
下列说法中正确的是 ( B C )
A．A1、A2的读数之比为1:1
Er S
B．A1、A2的读数之比为5:1
电表的改装
电表的改装
一、电流表量程的扩大 二、双量程电流表 三、电压表量程的扩大 四、双量程电压表 五、改装电压表的校对 六、多用表的电原理图 043. 南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试9 004. 南京师大物理之友电学综合(二) 14 gk001. 2008年高考理综全国卷Ⅰ. 22、II 062. 北京市海淀区二模反馈题21(2) 046. 南京市2008届第一次模拟考试11 058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查（二）11 gk011. 2008年高考物理海南卷14 061. 北京西城区2008年5月抽样21
实验电路如右图所示
G
R0 A1
R R′
ES 图1
（2）将G改装成两种倍率（如“×1”、“×10”）的
欧姆表．现有两种备选电路，如图2和图3所示，则图
2 （选填“2”或“3”）为合理电路；另一电路不合
理的原因是 图3不能改变电流表的量程，
．
即实际上图3不可能实现多倍率欧姆表
在合理的电路中，当开关S合向 b 端，这时的欧姆
V A0
符号代表的物理量是
__U_为__电__压__表__读__数__，________
R1
__R_V_为__电__压__表__内__阻__．．
解：（2）电路如图所示．
058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查（二）11 11．（12分）现有一满偏电流为50μA、内阻约为 800～850的59C2型小量程电流表G（表头），另外 可供选择的器材有：
V
ES
图5
③实验电路图如图4示， 实物连线图如图5示
046.南京市2008届第一次模拟考试11 11．（本题9分）有以下的可供选用的器材及导线若
干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电 流．
A．待测电流表A0：满偏电流约为700～800μA、内阻 约100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N． B．电流表A：量程0.6A、内阻0.1Ω． C．电压表V：量程3V、内阻3kΩ． D．滑动变阻器R：最大阻值200Ω． E．电源E：电动势约3V、内阻约1.5Ω． F．开关S一个．
(1) 根据你的测量需要，“B．电流表A”、“C．电压 表V”中应选择 C_______．（只需填写序号即可）
(2) 在虚线框内画出你设计的实验电路图．
(3) 测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测
电流表A0的指针偏转了n格，可算出满偏电流
NU I式Am中ax除= N__、__n_外n__，_R_其V__他__字__母，
V R
S 改变变阻器R的滑片位置，使电压表的示数分别为0.5V 、 1.0V、 1.5V、 2.0V……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：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
3.1 3.0
100% 3.2%
3.1
六、多用表的电原理图
根据并联电阻值与电流值成反比，可计算毫安表的 内阻为310Ω；
若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;
本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变 化, 导致标准电流表的示数无法精准显示1A, 还有电表 本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流 均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度
G Ra Rb
G 10mA Rc S4
10mA
S3 1mA
－
1mA
Rd
图2
图3
A A′ Ro
R1
E1
S 图4
（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对 （仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对 的电流表符号用A′来表示。
（3）如右图4所示：
gk001.2008年高考理综全国卷Ⅰ. 22、II. 22、II.（12分）一直流电压表V，量程为1 V，内阻 为1000 ，现将一个阻值在5000-7000之间的固定 电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表量程，为求 得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源
②
解得 R1=20Ω R2=180Ω
G
R1
R2
I2
I1
－ 10mA 1mA
三、电压表量程的扩大 ——串联一个大电阻
Ug U Ug
Rg
R
若U=nUg 则有
Ug
U-Ug
G
Rg
R
R
U Ug Ug
Rg
(n 1 )Rg
U
例. 若电流表的内阻Rg=1000Ω 满偏电流Ig=100μA
， 怎样把它改装成量程为U=3V的
③对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可
能影响它的准确程度的因素： 例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；。 标准表和毫安表的读数误差；电表指针偏转和实际
电流的大小不成正比；等等
解见下页
题目
【解析】（1）将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了 保护毫安表；在调节电阻箱时，由于接入回路的电阻 增加，故电流表电流会减小；为了能成功改装为1A的 量程的电流表，需要通过调节滑动变阻器使标准电流 表示数回到1A； （2）电阻箱的电阻读数为3.1Ω，此时毫安表满偏， 电阻箱上的电流为1000mA－9.9mA=990.1mA，
－＋ G
Ig=0.5mA， －mA＋
R1
R2 Rg=200 Ω
R3
R4
－ mA＋
R5
R6
10mA 1mA
－＋
G
R1
R2
3V 15V
R5 R3 R4 R6
10mA 1mA 3V 15V Ω
虚线框中等效于一个1 mA的电流表
Ω
mA表头 Ig′= 1mA， Rg′ =100 Ω R1=20Ω R2=180Ω R3=2.9 KΩ R4=14.9 KΩ R5 +R6 =1.4KΩ