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电表间的各种改装

“把电流表改装为电压表”是高中物理课本中的一个重要分组实验，本实验要求达到如

下目的：学会把电流表改装为电压表的基本方法即加深对“串联分压” 的理解，掌握测电表

内阻的一种方法---- 半偏法，会设计校表电路。近几年在一些正规化的考卷中，时有该实验

的拓展及变形题，如：把“电流表改装成电流表” 、“电压表改装成电流表” 、“电压表改装成电压表”。本文对这些情况加以概括、总结，以期对广大考生有所帮助。

1、电流表改装成电压表

改装方案

在电流表 G 上串联一个大阻值的定值电阻R0，让其分压即可起到电压表的作用。

如图所示，U m 改装后的电压表的量程U m=（ r g+R 0） I g

I g

G

r g R0

校表电路

将改装后的电压表与标准电压表并联，G

利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。

V

题例巩固

例 1（ 2003 年杭州调研卷）一电压表由电流表G 与电阻 R0串联改成，如图示。若在使用

中发现此电压表的读数总比准确值稍小些，那么应采用下列哪种措施加以改进（）

A 、在 R0上串联一个比R0小得多的电阻C、在 R0上并联一个比R0小得多的电阻

B、在 R 上串联一个比R 大得多的电阻D、在 R 上并联一个比R 大得多的电阻

0 0 0 0

分析与解答：偏小的原因是改装后的电压表内阻偏大，这时可将R0调小一些，使表头G 上分取的电压大一些，其上指针偏大，对应改装电压表的电压示数就大些。在R0不变的情况下，在其两端并联一个大电阻，也可达到相同的效果，故本题答案为D。

2、电流表改装成电流表

改装方案

在电流表 G 上并联一个小阻值的定值电阻R0，让其分流即可起到大电流表的作用。

如图所示，I g r g 改装后的电流表的量程I m=I g+ I g r g /R0=（ r g+R0） I g /R0

G I

m

R0

G A

校表电路

将改装后的电流表与标准电流表串联，

利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。

题例巩固

例 2（ 2004 年天津理综卷）现有一块 59C2 型的小量程电流表 G（表头），满偏电流 50μA ，内阻约为 800— 850Ω。把它改装成 1mA 、 10mA 的双量程的电流表。

可供选择的器材有：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 ，最大值 9999Ω；定值电阻 R0，阻值 1kΩ；电源 E1，电动势为 1．5V ；电源 E2，电动势为 3．0V ；电源 E3，电动势为 4．5V ；（所有电源内阻不计）；标准电流表 A ，满偏电

流 1． 5mA ；单刀单掷开关S1和 S2，单刀双掷开关S3；电阻丝及若干导线。

（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，选用的滑动变阻器为————；选用的电源为————。

（2）将 G 改装成双量程电流表，现有两种备选电路示于图 2 和图 3。其中图————为合理电路。另一电路不合理的理由是：———————————————————————————。

（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对 1 mA 量程），画出所用电路图。

ˊ，

图中待核对的电流表用 A

符号表示。

G

R a G

R b

G

R c

10mA o

R d

′

S2 o

R 10mA

o 1mA 1mA

o o

o

E S1

o o S3 o

图 1 图 2 图 3 图 4

分析与解答：

（1）半偏法测电阻时，要求干路几乎不变才可，为此R>>Rˊ，同时电源电动势大些为宜，

故滑动变阻器应选 R2，电源选 E3。

（2）图 2 应为合理的电路。若采用图 3 电路，在电路工作的情况下更换量程时，即S3由 d 换至 c 的过程中，两电阻R d、R c都未与 G 并联，这时 G 中电流过大而被烧坏。

（3）改装成量程为 1mA 的电流表时需要的并联电阻R x = I g r g /（ I m-I g）≈ 43Ω，改装后的电流表 A ˊ的内阻 r Aˊ≈ 40Ω。因40Ω× 1mA = 0 ﹒ 04V，所以电源选电动势最小的E1即可。当选用了 E1=1﹒5V 的电源后，必须再串联一电阻R0加以保护，才能使其安全工作。

校表电路如图所示。

A ′ A

R0

E1

3、电压表改装成电流表

改装方案

在电压表 v 上并联一个小阻值的定值电阻R0，让其分流即可起到电流表的作用。

如图所示，U m R v 改装后的电流表的量程 I m=U v/R v+U v/R0

V

I m =（ 1/R v+R0） U v

R0

校表电路

将改装后的电流表与标准电流表串联，

V A

利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。

题例巩固

例 3（ 2004 年浙江理综卷）实验室内有一电压表mV，量程为 150mV ，内阻约为 150Ω。现要将其改装成量程为 10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池

，

E（电动势为 1． 5v），电阻箱 R，滑动变阻器 R ，电流表A（有 1． 5mA 、 15mA 、 150mA 三个量程）及开关。