电压表及电流表电路的设计
基于单片机的工频电压(电流)表的设计
检测系统实习报告题目：基于单片机的工频电压（电流）表的设计姓名：院（系）：专业：指导教师：职称：评阅人：职称：年月摘要在实际中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本文详细介绍了一个数字工频电压、电流表设计，以AT89S52单片机为控制核心，由电压、电流传感器模块，真有效值测量模块，信号调理模块，AD采集模块及控制、显示模块等构成。
系统采用电压、电流互感器对输入信号进行降压处理，经AD736转换得到原信号的真有效值，由TLC549转换为数字量后送入单片机内进行简要的数据处理并将结果通过LCD实时显示，达到了较好的性能指标。
关键词：工频数字电压（电流）表真有效值AD736 TLC549 AT89S52AbstractIn practice, RMS is the most widely used parameters. Except in special circumstances,voltage meter readings almost all carried out by the RMS of sine wave . The reasons of RMS is widely available, on the one hand, because it directly reflects the size of the exchange of signal energy, which the study of power, noise, distortion, spectrum purity, energy conversion, such as it is very important; On the other hand, it has a very simple superposition of the nature of the calculation will be extremely convenient. The design of single-chip Atmel Corporation AT89S52 as control core, by the current sensor module, True RMS measurement modules, signal conditioning modules, AD acquisition and control module, display module. System uses a current sensor circuit for step-down of the input signal processing, has been converted by the original AD736 True RMS signal by the TLC549 convert into single-chip digital conducted after the brief and the results of data processing in real time through the LCD display, achieve a better performance.Keyword: Digital voltage(current) meter True RMS AD736 TLC549AT89S52目录第一章绪论 (1)§1.1 选题背景及意义 (1)§1.2 系统设计任务 (1)第二章系统总体设计 (2)§2.1 方案论证与比较 (2)2.1.1 电压、电流变换部分 (2)2.1.2 有效值测量部分 (2)§2.2 系统总体设计 (2)第三章硬件设计 (4)§3.1 传感器电路设计 (4)3.1.1 电压互感器 (4)3.1.2 电流互感器 (4)§3.2 真有效值转换电路设计 (5)3.2.1 电压、电流切换电路 (5)3.2.2 真有效值测量电路 (6)§3.3 信号调理电路设计 (7)§3.4 A/D转换电路设计 (7)§3.5 单片机及显示电路设计 (9)第四章软件设计 (10)§4.1 LCD1602液晶显示程序 (10)§4.2 A/D转换程序 (10)§4.3 主程序设计 (12)第五章系统调试及误差分析 (13)§5.1 系统调试及测试结果 (13)5.1.1 AD736测试结果 (13)5.1.2 OP07测试结果 (13)5.1.3 TLC549测试结果 (13)5.1.4 工频电压测量精度 (14)5.1.5 工频电流测量精度 (14)§5.2 误差分析 (14)§5.3 改进方法 (15)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (19)附录一完整电路图 (19)附录二程序清单 (20)第一章绪论§1.1 选题背景及意义在日常的生产、生活和科研中，工频电无处不在，所谓工频就是电力供电系统交流电的频率，我国国家规定工频为50赫兹，即周期为0.02秒，英、美等国规定的工频为60赫兹。
仪表电压、电流量程的扩展
0R I 图 1-10RI mA 500图 1-2仪表电压、电流量程的扩展一．实验目的1．掌握直流电压表、电流表扩展量程的原理和设计方法； 2．学会校验仪表的方法。
二．原理说明多量程电压表或电流表由表头和测量电路组成。
表头通常选用磁电式仪表，其满量程和内阻用Iｍ和R 0表示。
多量程（如1V 、10V ）电压表的测量电路如图1－1所示，图中R 1、R 2称为倍压电阻，它们的阻值与表头参数应满足下列方程：V 1)(10m =+R R I V 10)(210m =++R R R I多量程（如10ｍA 、100ｍA 、500ｍA ）电流表的测量电路如图1－2所示，图中R 3、R 4、R 5称为分流电阻，它们的大小与表头参数应满足下列方程：3543m 01010)(-⨯⨯++=R R R I R354m 3010100)()(-⨯⨯+=+R R I R R 35m 43010500)(-⨯⨯=++R I R R R当表头参数确定后，倍压电阻和分流电阻均可 计算出来。
根据上述原理和计算，可以得到仪表扩展量程的方法。
扩展电压量程：用表头直接测量电压的数值为I ｍR 0，当用它来测量1V 电压时，必须串联倍压电阻R 1，若测量10V 电压时，必须串联倍压电阻R 1和R 2。
扩展电流量程：用表头直接测量电流的数值为I ｍ，当用它来测量大于I ｍ的电流时，必须并联分流电阻R 3、R 4、R 5，如图1－2所示，当测量10ｍA 时，‘－’端从‘ａ’引出，当测量100ｍA 时，‘－’端从‘ｂ’引出，当测量500ｍA 时，‘－’端从‘ｃ’引出。
通常，用一个适当阻值的电位器与表头串联，以便在校验仪表时校正测量数值。
磁电式仪表用来测量直流电压、电流时，表盘上的刻度是均匀的（即线性刻度）。
因而，扩展后的表盘刻度根据满量程均匀划分即可。
在仪表校验时，必须首先校准满量程，然后逐一校验其它各点。
三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字电流表（EEL －06组件或EEL 系列主控制屏） 2．恒压源（EEL —Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种图 1-3配置（1）＋6 V （+5V ），＋12V ，0～30V 可调或（2）双路0～30V 可调。
电工多量程直流电压表电流表的设计
电工多量程直流电压表电流表的设计电工技术项目教程电工多量程直流电压表电流表的设计【项目内容】电路模型和电路中的物理量电路中常用元器件的认识;电源和负载基尔霍夫定律及应用。
电压源、电流源及等效变换戴维南定理多量程直流电压表、电流表电路的设计。
【项目知识目标】了解电路的组成,电路模型的概念理解电路中的物理量的意义,电流、电压的正方向和参考正方向的概念; 掌握电路中电位的计算方法、电功率的计算理解电阻串联电路的等效变换及分压公式,电阻并联电路的等效变换及分流公式,较熟练地进行一般电阻混联电路的等效变换掌握基尔霍夫电流和电压定律,掌握支路电流法,能较熟练地利用支路电流法求解较复杂的电路;理解电压源和电流源的特性,掌握两种电源模型的等效变换的方法理解戴维�1�7�1�7定理,掌握用戴维南定理求解电路的方法能分析实际的直流电路。
电工技术项目教程任务2.1 认识电路〖任务描述〗在人们的生活实践、生产实践及其他各类活动中,已普遍地使用电能,可以说人们已离不开电能的使用。
电路是传输或转换电能不可缺少的"载体"。
本任务学习电路的组成及作用、理想电路元件及电路模型;电路中的物理量;电阻器、电容器、电感器的参数,电流与电压的关系;简单直流电路的连接及测试。
〖任务目标〗了解电路的组成,电路模型的概念,电阻器、电容器、电感器的作用;理解电路中的物理量的意义,电流、电压的正方向和参考正方向的概念;掌握电路中电位、电功率的计算方法,电阻、电容、电感的电流与电压的关系;掌学习安装简单直流照明电路;学会使用稳压电源、直流电压表、电流表的使用方法。
电工技�1�7�1�7项目教程1.电路的组成及作用2.理想电路元件及电路模型3.电路中的物理量例2.1 如图2.3所示电路,已知试求分别以A点、B点为参考点时,各点的电位V A 、V B 、V C 、V D 及U CD 。
解以A 点为参考点时V A =0V(零电位点的电位为零) V B =-I 3 R 3=10×6=60(V) V C =I 1 R 1 =4×20=80(V) V D =I 2 R 2 =6×5=30(V) U CD =V C -V D =8030=50(V) 以B点为参考点时V B =0V V A =I 3 R 3 =10×6=60(V) V C =E 1 =140(V) V D =E 2 =90(V) U CD =V C -VD =14090=50(V) S R L R oE 图2.2 电路模型图2.3 例2.1图E 2E 1 R 1 R 2 R 3 A B I 1 I 2 I 3 C D 电工技术项目教程例2.2 图2.6所示为某电路的部分电路,已知E=4V, R=1Ω,求(1)当Uab= 6V,I=(2)当Uab=1V,I=bI图2.6 例2.2图ERa 解(1)设定电路中物理量的参考方向如图2.6所示�1�7�1�7 (A) I>0表明电流的实际方向与参考方向一致。
电压表和电流表分解
兆欧表的工作原理
兆欧表指针的偏转角α只取决于两个线
圈电流的比值，而与其他因素无关。所 以兆欧表能够克服手摇发电机电压不太
四、小结：
1.钳形电流表的分类及工作原理
指针式钳形电 电磁系钳形电流表
流表
互感器式钳形电流表
交直流两用
数字式钳形电流 表
只能测交流
2 .钳形电流表的使用方法和注意事项
1）机械调零 2）导线放中央 3 ）钳口结合紧密 4）较小电流多绕几圈 5）测完置最大量程。
钳形电流表的最大优点是什么？ 简述互感器式钳形电流表的结构和用途。 简述电磁系钳形电流表的结构和用途。 如何正确使用钳形电流表测量电路中的电流？
兆欧表内部构造示意图
倍压整流电路
目前生产的兆欧表许多 也采用手摇交流发电机 ，输出的交流电压经过 倍压整流后供给测量线 路使用。
但是不论采用何种电源 ，最终都要转换成直流 电压。
兆欧表的工作原理
被测电阻Rx接在“L”与“E”端钮之间。 摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高
的直流电压，线圈1和线圈2同时通电。 通过线圈1的电流Il与气隙磁场相互作用产生转
电压表和电流表分解
四、串并联电路特点
II1I2 In
1.串联电路
UU 1U 2 U n
RR 1R 2 R n
串联电路各支路电压、电功率与电阻成正比
2.并联电路
II1I2 In
UU 1U 2 U n
111
《电压表和电流表》课件
目录
• 电压表和电流表的基本概念 • 电压表和电流表的使用方法 • 电压表和电流表的常见故障及排除方法 • 电压表和电流表的选用原则 • 电压表和电流表的扩展应用
01
电压表和电流表的基本概念
电压表定义及工作原理
电压表
测量电压的仪表，通过并联方式接入电路。
工作原理
电压表内有一个磁铁和一个导线线圈，在有电压时，导线线圈会产生电流，这 个电流又会产生磁场，线圈上的弹簧会随着磁场的强弱产生不同程度的弯曲， 从而带动指针指向刻度盘上相应的电压值。
根据电路参数选择合适的电压表和电流表
总结词
在选择电压表和电流表时，需要考虑电路的参数，如电源电压、负载阻抗、信号源内阻等。
详细描述
根据电源电压的大小选择量程合适的电压表，以确保能够准确地测量电源电压；根据负载阻抗的大小 选择合适的电流表，以确保能够准确地测量电流值；根据信号源内阻的大小选择合适的电压表或电流 表，以确保测量的准确性和稳定性。
电压表和电流表的扩展应用
在电路设计中的应用
电压表和电流表在电路设计中主要用于测量 电压和电流，帮助工程师了解电路的工作状 态。
它们还可以用于检测电路中的故障，例如开 路或短路，从而帮助工程师进行故障排除。
在设计新电路时，电压表和电流表可以帮助 工程师验证设计的正确性，确保电路按照预 期工作。
在电子制作中的应用
根据仪表精度选择合适的电压表和电流表
总结词
在选择电压表和电流表时，需要考虑仪表的精度等级，精度等级越高，测量结果 越准确。
详细描述
根据实际测量的精度需求选择合适精度等级的仪表，以满足实验或实际使用的需 要；在选择仪表时，应考虑其精度等级、误差范围、线性度等指标，以确保测量 的准确性和可靠性。
带电流表、电压表的电路连接专题(二)
电压表常见问题及解决方案
总结词
电压表读数不准确
总结词
电压表指针不动
总结词
电压表指针反向偏转
电压表常见问题及解决方案
总结词
电压表指针卡住
电压表读数不准确
可能是由于量程选择不当或电路连接错误导致，应检查量程选择是 否合适，同时检查电路连接是否正确。
电压表指针不动
可能是由于电路中无电压或电压表损坏导致，应检查电路是否正常 工作，同时更换损坏的电压表。
05 带电流表、电压表的电路 连接常见问题及解决方案
电流表常见问题及解决方案
总结词
电流表读数不准确
总结词
电流表指针不动
总结词
电流表指针摆动幅度过大
电流表常见问题及解决方案
总结词
电流表指针卡住
电流表读数不准确
可能是由于量程选择不当或电路连接错误导致，应检查量程选择 是否合适，同时检查电路连接是否正确。
电流表应串联在电路中
电流表量程的选择
电流表应串联在待测电路中，以准确 测量流经导线的电流值。
根据待测电路的电流大小选择合适的 电流表量程，以确保测量准确且不会 损坏电流表。
电流表的正负极性要正确
在连接电流表时，要确保正极接在电 源的正极上，负极接在电源的负极上， 以避免测量结果出现误差。
电压表的连接注意事项
电流表是一种用于测量电路中电 流大小的仪表。
作用
电流表可以提供关于电路中电流 的信息，帮助用户了解电路的工 作状态和性能。
电压表的定义和作用
定义
电压表是一种用于测量电路中电压大 小的仪表。
作用
电压表可以提供关于电路中电压的信 息，帮助用户了解电路的工作状态和 性能。
电流表和电压表的工作原理
电工仪表与电气测量 第三章 交流电流表和交流电压表
V4
V1
u出
RV
B
A
全波整流电路
第三章 交流电流、电压的测量
由于通过测量机构的电流实际上是经过整流
后的单向脉动电流，而其指针的偏转角是与脉动 电流的平均值成正比的，所以，整流系仪表所指 示的值应该是交流电的平均值。但是，交流电的 大小习惯上是指交流电的有效值。为此，我们可
根据交流电有效值与平均值之间的关系来刻度标
第三章 交流电流、电压的测量
工厂里常见 的配电柜上的仪 表几乎全部都是 交流电流表和交 流电压表
第三章 交流电流、电压的测量
企业配电房中配电柜上的仪表几乎全部是交
流电流表和交流电压表。测量交流电流和电压的
仪表称为交流电流表和交流电压表。 在指示类交流电压表和交流电流表中，一部 分采用电磁系测量机构，另一部分采用整流系测
形式：电阻分流式和互感器式。
第三章 交流电流、电压的测量
1．电阻分流式
在整流系测量机构两端并联 一个适当阻值的分流电阻，利 用电阻并联能够分流的原理就 组成整流系交流电流表。
适合于电流较小的场合使
用。
电阻分流式整流系 交流电流表
第三章 交流电流、电压的测量
2．互感器式
交流电流的测量也可以利 用电流互感器来扩大交流电流表 的量程。只要适当改变电流互感 器的变流比，也能扩大交流电流 表的量程。互感器式常见于电流 较大的场合使用。
第三章 交流电流、电压的测量
电磁系仪表的优点之一是可以交直流两
用，为什么平时我们测量直流电时都选用磁
电系仪表而不选用电磁系仪表？
第三章 交流电流、电压的测量
本节小结
由磁电系测量机构和整流器组成的仪表称为整流系仪
表。整流系交流电压表就是在整流系仪表的基础上串联分
电压表和电流表在电路中的作用分析
电压表和电流表在电路中的作用分析作者：王韵洁来源：《中国校外教育·综合(上旬)》2014年第11期初中电学学习过程中，电压表、电流表在电路中的作用及电路出现故障后电表的变化是学习的难点，结合自己的学习体会对电压表和电流表的应用进行了分析，对此难点进行总结归纳。
电流表电压表故障短路断路电压表和电流表的作用当然是测定电流和电压，但是在电路中出现电压表和电流表后，电路会出现一些变化，这时，学习障碍就显现出来了，我结合自己的学习体会对电压表和电流表的应用进行了分析总结，和大家一起分享。
一、有表电路的识别电压表和电流表接入电路中后，由于电流表的内阻比较小、电压表的内阻比较大，可以把电压表所在位置看成是开路，而电流表所在位置看成是一根导线，然后依据电路的知识，判断电路的连接方式。
在判断完连接方式后，再依据电流表和电压表所在位置确定它们的测量对象。
如图1中灯泡的连接方式是〒〒〒〒〒，电压表V1、V2分别测量〒〒〒〒〒、〒〒〒〒〒的电压。
【分析解答】把电压表V1、V2看成是开路，甚至可以“抹掉” V1、V2，发现三个灯泡是串联的，再分析电流由ABCDEFG能够分析出V1 测 AD之间的电压（即L1和L2电压之和）、V2 测CF之间的电压（即L2和L3电压之和）。
同理，图2中把电流表看成一根导线，判断三个灯是并联的，再分析电流流过的路径知道，A1 测总电流，A2测L2和L3电流之和、A3 测L1的电流，A4 测L1和L2电流之和。
【知识说明】由于初中阶段知识的局限，可以认为电压表内阻与用电器或导线相比相对比较大，电流表内阻比较小，这样电压表所在位置是开路的，电流表所在位置用一根导线代替。
【举一反三】1.如图3所示，开关S闭合，灯L1、L2是〒〒〒〒〒联在电路中的，电压表V1测〒〒〒〒〒两端的电压，电压表V2测〒〒〒〒〒两端的电压。
2.如图4所示，开关S闭合，灯L1、L2、L3是〒〒〒〒〒联在电路中的，电流表A1测〒〒〒〒〒的电流，电流表A2测〒〒〒〒〒，电流表A3测〒〒〒〒〒。
直流电压表、电流表量程的扩展
R3、R4、R5并联, “-”端从“a”引出
3）它测量图2-5-3所示电路中的电流，并用直流数字电 流表校验
电工技术实验课程团队
图2-5-3 校验电路
四、实验内容
3、扩展电流量程10mA 4）如果在满量程时有误差，则用电位器RP2调整 5）校验其他各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中 在图2-5-3中，直流电源输出12V，制作的电流表、直流
2）将表头和电位器RP1（470Ω）及倍压电阻R1、串联，
组成1V的电压表 3）用直流数字电压表，校验满量程，如果在满量程时有
误差，则可使用电位器RP1调整 4）校验其他各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中
电工技术实验课程团队
四、实验内容
2、扩展电压量程10V
1）将表头和电位器RP1（470Ω）及倍压电阻R2、串联，
黑
0
II III 倍率 误差
0
0
100
阻
棕
1
1
1
101
±1%
红
2
2
2
102
±2%
的
橙
3
3
3
103
色
黄
4
4
4
104
绿
5
5
5
105 ±0.5%
环
兰
6
6
6
±0.25
标
紫
7
7
7
灰
8
8
8
±0%.1%
识
白
9
9
9
金
10－1 ±5%
银
10－2 ±10%
电工技术实验课程团队
电压表和电流表
电压表和电流表简介电压表和电流表是电学实验中常用的测量仪器。
它们被用于测量电路中的电压和电流，对于电路故障排查和电路设计都具有重要意义。
本文将介绍电压表和电流表的原理、使用方法以及注意事项。
电压表原理电压表是一种用来测量电路中电势差（电压）的仪器。
它通过将电路中的一对电极连接到被测电压的两个位置，借助内部的电路和指针或数字显示屏来显示电压数值。
电压表的原理基于欧姆定律和伏特定律。
根据欧姆定律，电路中的电流（I）与电压（V）和电阻（R）之间的关系为 V = I * R。
通过将电流流经内部的电阻，电压表可以测量电阻两端的电势差，并利用伏特定律将电势差转化为电压值。
使用方法使用电压表需要注意以下几点：1.选择适当的量程：根据被测电压的预估值选择合适的量程，以保证测量的准确性。
过大的量程会使得指针或数字显示屏无法显示准确数值，而过小的量程可能导致过载损坏电压表。
2.接线正确：将电压表的正负极正确连接到被测电压的正负极上。
通常，红色接线为正极，黑色或蓝色接线为负极。
3.零位校准：在测量前，需要将电压表的指针或数字显示设为零位，以确保测量的准确性。
4.注意安全：在测量高电压时，确保自己的安全。
避免触摸带电部分，需要使用绝缘手套和绝缘工具。
注意事项•电压表一般是用来测量直流电压，但有些电压表可以用来测量交流电压。
需要根据实际需要选择合适的电压表。
•电压表的内阻很大，连接到电路中时会产生电流的负载效应。
在一些特殊情况下，这个负载效应可能会影响到被测电路的工作状态。
•长时间不使用电压表时，建议将测量范围设为最小值，以防止内部元件损坏。
电流表原理电流表是一种用来测量电路中的电流的仪器。
它通过将电路中的电流流经仪器内部的电路，利用电流对电阻产生的电压差来测量电流的大小。
电流表的原理基于安培定律和欧姆定律。
根据安培定律，电流通过导线的大小与通过该导线所围成的面积成正比。
通过将电流通过内部的电阻，电流表可以测量电阻两端的电压，并利用欧姆定律将电压转化为电流数值。
电度表、电流表、电压表的工作原理及应运
四、机械式单相电度表的接法
1、单相电度的构成及电路原理图 单相有功电度表(简称：单相电度表)由接线端子、电流线圈、电压线圈、计量转盘、
计数器构成，只要电流线圈通过电流，同时电压线圈加有电压，转盘就受到电磁力而转 动。单相电度表共有5个接线端子，其中有两个端子在表的内部用连接片短接，所以， 单相电度表外接端子只有4个，即1、2、3、4号端子。由于电度表的型号不同，各类型 的表在铅封盖内都有4个端子的接线图。原理图如下
1、直接入法 如果负载的功率在电度表允许的范围内，即流过电度表电流
线圈的电流不至于导致线圈烧毁，那么就可以釆用直接接入法。
直接接入法：单相电度表共有四个接线端子，从左至右按1、2、 3、4编号，如下图 接线一般有两种，一种是1、3接进线，2、4接出线；另一种是1、 2接进线，3、4接出线。无论何种接法相线(火线)必须接入电表 的电流线圈的端子。由于有些电表的接线特殊，具体的接线方 法需要参照接线端子盖板上接线图去接。
五、机械式三相四线制有功电度表的常用接法 1、直接接法 如果负载的功率在电度表允许的范围内电流互感器接入法 电度表测量大电流的三相电路的用电量时，因为线路流过的电 流很大，例如300-500A，不可能采用直接接入法，应使用电流 互感器进行电流变换，将大的电流变换成小的电流，即电度表 能承受的电流，然后再进行计量，一般来说，电流互感器的二 次侧电流都是5A，例如300/5，200/5等。
2. 如果您的表输出是不带电流互感器的，那表上显示的读数就 是您实际用电的计量读数，如果是计量带有互感器的，那要 看互感器的规格了，比如用的是100/5的互感器，那它的倍率 为20（即100除以5），如果是200/5的即倍率为40，如果是 500/5的那倍率就是100，以此类推，把表上显示的读数，再 乘以这个倍率，就是您实际使用的用电量，单位为KWh（千 瓦时：度）。即：实际用电量=实际读数×倍率
电流表电压表故障教学设计
电流表电压表故障教学设计引言电流表和电压表是电路中常见的测量仪器。
然而，在使用这些测量仪器时，难免会遇到一些故障。
本文将介绍一种针对电流表和电压表故障的教学设计，旨在帮助学生更好地理解和解决仪器故障。
一、故障现象及原因分析1.电流表故障现象（1）指示器无反应：原因可能是输入电压低于电流表的工作范围，或者电流表损坏。
（2）指针偏移不准：原因可能是电流表磁场不均匀，或者指针受到外力干扰。
（3）指示器抖动：原因可能是电流表内部存在电感，电感与外部电场相互作用导致抖动。
2.电压表故障现象（1）读数不稳定：原因可能是电压表与电路接触不良，或者开关接触不良。
（2）误差较大：原因可能是电压表本身的精度不高，或者使用过程中误操作导致。
二、教学设计1.理论讲解首先，对电流表和电压表的原理进行详细的讲解。
学生需要了解电流表和电压表的结构和工作原理，以及仪器的量程范围和精度要求。
然后，介绍电流表和电压表常见的故障现象和原因，并进行原理分析。
通过理论讲解，帮助学生建立起故障现象与原因之间的联系。
2.故障模拟实验在实验室中，设置故障模拟实验。
通过调整输入电压或操作开关，模拟出电流表和电压表常见的故障现象，让学生亲自操作并观察。
学生需要记录下观察结果，并进行故障现象的分析。
鼓励学生进行讨论，提出自己的观点和解决方案。
3.故障解决实践设置一组真实的电路实验，要求学生使用电流表和电压表进行电路测量。
在实验过程中，有意设置一些故障，让学生亲自解决。
学生需要根据实际情况进行故障的排除和修复。
鼓励学生通过自主思考和实践，找出故障的原因，并尝试不同的解决方法。
4.故障案例分析提供一些实际的故障案例，要求学生进行分析和解决。
学生需要借助所学的理论知识和实践经验，找出故障的原因，并提出合理的解决方案。
鼓励学生进行团队合作，通过集思广益，共同解决故障问题。
同时，注重培养学生的创新思维和问题解决能力。
结论通过本教学设计，学生能够更加深入地了解电流表和电压表的工作原理，掌握常见故障的排除和修复方法。
电流表和电压表的连接
电流表和电压表的使用1、电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。
电源提供电压的装置2、电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源(或电路两端有电压)；②电路是连通的。
注：说电压时，要说“xxx”两端的电压，说电流时，要说通过“xxx”的电流。
1、国际单位：V常用单位：kV、mV、μV换算关系：1Kv=1000V1V=1000mV1mV=1000μV2、记住一些电压值：一节干电池1.5V一节.电池2V家庭电压220V安全电压不高于36V电压测量1、仪器：电压表，符号：2、读数时，看清接线柱上标的量程，每大格、每小格电压值3、使用规则：两要、一不①电压表要并联在电路中。
②电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出。
否则指针会反偏。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
（0～3V；0～15V），各量程的分度值依次是0。
1V，0。
5V；电压表的读数等于指针偏转的格数乘以分度值；电流定义1、电荷的定向移动形成电流；2、规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向3. 电源外部，电流的方向从电源的正极流向负极4电流：表示电流强弱的物理量，符号I单位：安培，符号A，还有毫安(mA)、微安(μA)1A=1000mA1mA=1000μA电流强度(I)等于1秒内通过导体横截面的电荷量；I=Q/t，其中I的单位A，Q的单位C，t的单位s电流的测量：用电流表；符号A1、电流表的结构：接线柱、量程、示数、分度值；2、电流表的使用(1)先要三“看清”：看清量程、指针是否指在零刻度线上，正负接线柱(2)电流表必须和用电器串联；(相当于一根导线)(3)选择合适的量程(如不知道量程，应该选较大的量程，并进行试触。
)注：试触法：先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定，再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱，若指针摆动很小(读数不准)，需换小量程，若超出量程(电流表会烧坏)，则需换更大的量程。
3、电流表的读数(1)明确所选量程；(2)明确分度值(每一小格表示的电流值)(3)根据表针向右偏过的格数读出电流值比较项目电流表电压表用途测量电路中通过的电流测量电路两端的电压元件符号连接方式与被测用电器串联与被测用电器并联接线柱、量程及分度值选择—和0.6接线柱时，量程为0~0.6A，分度值为0.02A；选择—和3接线柱时，量程为0~3A，分度值为0.1A选择—和3接线柱时，量程为0~3V，分度值为0.1V；选择—和15接线柱时，量程为0~15V，分度值为0.5V使用时应注意①电流必须“+”进“—”出②电流表必须和被测用电器串联③被测电流不能超过电流表最大测量值，必须选择合适的量程④电流表绝对不允许直接接到电源两极，否则会造成短路，损坏电源和电流表①使用前先检查指针是否指零，如有偏差，用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位②电压表必须和被测用电器并联③接线柱接法正确，电流“+”进“—”出④待测电压不能超过电压表的量程时，先用大量程试触：读数先看清量程和分度值，不必估读电路化简电流表看成导线电压表看成开路1.在下图所示的电路中，闭合开关S ，能用电压表测量L 1两端电压的正确电路是( )2.如图6-35所示，当开关S 闭合后，电压表测出的电压是（ ）A.灯L 1两端的电压B.灯L 2两端的电压C.灯L 1和L 2两端的总电压D.电源两端的电压3.在图6-37所示的电路中，①②③④处的电表分别是（ ）A.表①是电压表，表②③④是电流表B.表①③是电压表，表②④是电流表C.表①②是电压表，表③④是电流表D.表①③④是电压表，表②是电流表4.下列四个电路图中，正确的是： （ ）5.关于电表的使用方法，下列说法错误的是： （ ） A 、电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中B 、连接电表时必须让电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出C 、被测值不能超过电表的量程D 、电压表、电流表都可以直接接在电源的两极上6.在下图所示的电路中，能用电压表正确测出灯L1两端电压的是： （ ）图6-35图6-37图67..图6-2-6所示的电路中，要使L1和L2串联，甲、乙、丙三只电表应依次是（）图6-2-6A.电流表、电流表、电压表B.电压表、电流表、电压表C.电压表、电流表、电流表D.电流表、电压表、电流表8.246-2-11所示的电路中，S闭合时，下列说法中正确的是（）图6-2-11A.L1和L2并联，电压表测灯L1两端的电压B.L1和L2并联，电压表测灯L2两端的电压C.L1和L2串联，电压表测灯L1两端的电压D.L1和L2串联，电压表测灯L2两端的电压9.明测串联电路的电压，连接好电路后，闭合开关，却发现指针反向偏转了，出现这种情况的原因是（）A.电压表串联在电路中B.电压表并联在电路中C.电压表坏了D.电压表的正、负接线柱接反了10.列能正确测出灯泡L2两端电压的电路是9。
高考物理专题复习 电压表和电流表的电路结构、改装原理及内阻对电路测量的影响
2008高考物理专题复习 电压表和电流表的电路结构、改装原理及内阻对电路测量的影响考纲要求把电流表改装成电压表和安培表 一、关于电流表○G （表头）(1) 主要部件：永磁体、由极细的导线绕制的多匝线圈、反力矩弹簧、指针等组成。
(2) 特点：灵敏度高，能测出很小的电流(3) 三个主要参数：内阻g r ，即电流表的电阻；满偏电流g I ，即电流表允许通过的最大电流；满偏电压ｇＵ，即电流表两端允许所加的最大电压。
三者关系：g g g I R =U 二、电压表○V g I 、内阻为g r 的电流表表头改装成量程为U 的欲将满偏电流为电压表，可以利用电阻的分压作用在电路中窜入一个电阻R （如图8-2-1），由串联电路的特点可知：g R R +g g Ｕ=I I令：gU n U =为电压表量程扩大倍数，则(1)g R n R =-可得电压表的总内阻为R (1)V g g g n R R nR =-+=三、电流表○A 欲将量程为ｇI 的电流表表头改装成量程为I 的电流表A ，可以利用电阻的分流作用在电路中并联一个电阻r （如图8-2-2），由并联电路的特点可知： (rg g g I R I I =-）整理得：g g g gI R R r I I 1g I I ==--令/gn I I =为电流表量程扩大倍数，则： g 1r R 1n =- 可得电流表的总内阻为r 与R g 的并联值， 易得：典例透析： 例1．有一个灵敏电流计G ，内阻 =10Ω，满偏电流 =3mA ．把它改装成量程为3V 的电压表，要串联一个多大的电阻R =？改装后的电压表内阻多大？ ggU (1R U g g g g g g UR U R R R I I R =-=-=-）gI gR解析：由V V g g g U Un U I R ===3310031010-=⨯⨯ 得：R=（n-1）R g =990Ω 故：R V =nR g =100×10=1000Ω回顾与拓展:一般而言，电压表的改装问题的解决都是在弄清电压表内部结构的前提下，利用改装公式R=（n-1）R g ，把已知量代入求解。
简单电路、电流表、电压表、滑动变阻器电路图
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44 电冰箱的压缩机（电动机）是由温控开关控制的，冷藏室中的照明灯是由门控开关控制的，即开冰箱门 时照明灯亮、关冰箱门时照明灯灭.请在上右图中用笔画线连接好符合上述特点的电冰箱工 作电路图.
46）根据如图所示的实物连线图，画出对应的电路图。 （要求连线要横平竖直，尽量使电路图简洁美观）
1.根据 6-4 图中的电路画出电路图. 2.将图 6-5 中的蓄电池、开关、灯泡 L1 和 L2 串联起来，用电压表 V1 测 L1 的电压，用电压表 V2 测 L1 和 L2 串联后的总电压.在图 6-5 中用铅笔线表示导线画出连接方法，然后画出电路图. 3.如图 6-6 是一位同学所连的电路，他要测量 L1 两端的电压.他的电路有几处错误？请在图上用铅笔线改过 来，并画出电路图.
）
A.a、c B.b、c C.b、d D.d、e 4． （2012 浙江金华，第 10 题）某品牌的微型电脑吸尘器有两个开关，开关 S1 控制照明灯 L 和吸尘电动 机 M，开关 S2 只控制吸尘电动机 M。下列电路图符合要求的是
M M M M L C
S2 S1
A L
S1 S1
B 第 10 题图 L
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60． （2012 贵州安顺）在现代生活中，人们节能意识越来越高，其中楼道里的“智能化”电灯就是利用 “光控开关”和“声控开关”设计时，当天黑时“光控开关”自动闭合，天亮时自动断开， “声控开关”当 有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动时，自动断开。若将这两个开关配合使用，使楼道灯变得“智 能化” ，请你设计出正确的电路，标明电路元件，作必要的说明。
图 14 13 15 7. 如图所示的元件，要求 L1、L2 串联，电流表 A 测 L1 中的电流，电压表 V 测灯 L1 两端电压，已知电源 电压为 6V，要求：①将实物元件连接起来。②画出电路图。③闭合开关，电流表、电压表的示数如下图， 则 L2 中电流为多少？L2 两端电压为多少？
单元设计-8 电流表、电压表量程的扩展
3.掌握电流表量程扩展的方法。
讲解
演示
讨论
展示
实物展示
课件
板书
小组
讨论
代表
发言
30
分钟
操作示范
（一）电阻串并联：
图5-1电阻串联电路
图5-2电阻并联电路
（二）电压表量程扩展：
图5-3电压表扩大量程电路
（三）电流表量程扩展：
图5-4电流表扩大量程电路
流表的量程为Ig，内电阻为Rg，扩大量程后所能测量的最大电流为I，那么RA的大小事多少？
1.掌握电阻的串并联电路。
2.掌握电压表量程扩展的方法。
3.掌握电流表量程扩展的方法。
教师从每个小组中抽两名学生进行考核，考核小组先对自己的组员评价，其次其他小组对考核组进行评价，最后教师进行点评。
评价表：
项目
组别
任务一
任务二
小组得分
小组自评
组间互评
教师评价
小组
自评
组间
互评
教师
评价
一组
二组
三组
四组
五组
教师
示范
课件
演示
教师
提问
课件
板书
演示
学生抢答、
小组抢答，
90分钟
合作学习
小组讨论，合作完成以下内容：
1.连接电阻串并联电路。
2.完成电流表、电压表量程的扩展。
教师巡回指导
对学生示范操作
合作讨论
示范操作
分6个小组，每组六名学生
分组合作学习
30分钟
展示评价
一、展示评价
1.在教师的指导下检测学生学习结果：
六组
高中物理实验中电压表及电流表的使用分析
高中物理实验中电压表及电流表的使用分析20XX年第1期SHIYANJIA0XUEYUYlQ高{f白理实验电压表&电流表的谢国兴江苏省沛县中学(221600)电压表,电流表是电学实验中最常用,最重要的实验仪器之一,因此,正确识别电压表,电流表,合理使用电压表,电流表将是做好电学实验的基础.中学实验中常见的电压表,电流表均是由一个电流计和一个定值电阻并联或串联构成的,其量程是由所并联或串联的定值电阻决定的.如给定的电流计电流量程为,内电阻为,当改装成电压表时,其电压量程的表达式为(+尺)(R即为定值电阻的大小);当改装成电流表时,其电流量程为,=(1+R).可见,一个电流计要改装成一个量程大的电压表,可串联一个大电阻;要改装成一个量程大的电流表,可并联一个小电阻.通过对电压表,电流表的构造分析.我们可以知道电压表,电流表实质上是一个以电流计为核心的电阻系统,不仅可以作为测量仪器使用.也可作为电阻使用,欧姆定律对其仍然适用.所以.电压表可以串联到电路中测电流,电流表也可以并联到电路中测电压.我们只有了解了电压表,电流表的构成及工作原理,才能正确,合理,灵活地使用电压表,电流表.一,电压表,电流表使用的选择一些设计实验通常提供了多个电压表,电流表供我们选择使用,选择方法是:根据给定的电压表和电压量程及内电阻,确定电压表的电流量程;根据给定的电流表的电流量程及内电阻,确定电流表的电压量程.通过对各电表(电压表,电流表的统称,下同)量程的分析和比较,确定所需要的电压表,电流表.由选用的电压表,电流表所要测定的物理量及在电路中的作用确定电压表,电流表的连接方式.并且注意实验过程要尽可能简单且便于测量和计算.例1从下述器材中选出合适器材,设计一个电路来测量一个刻度盘总共有1O小格,刻度均匀但量程未确定的电压表V.的量程要求方法简捷,有尽可能高的精度,并能测出多组数据.待测电压表v.,量程为23～27V,内阻El=250kO;标准电压表V2, 量程2V,内阻r2=20kO;电流表A,量程3A,内阻?28?r=;=0.01Q;滑线电阻R,总阻值1kQ;稳压电源E为30V,内阻很小;电键S;导线若干.(1)请画出电路图,标明所用器材的代号.(2)写出计算.的表达式,并说明式中各量分别代表什么.解析:本例中提供了2个电压表和1个电流表,可算出:待测电压表的电流量程,.=1xl04A;标准电压表的电流量程~=lxl0A;电流表的电压量程UA= 0.03V.通过比较量程可看出,电流表的电流量程远大于两电压表的电流量程;电流表的电压量程远小于两电压表的电压量程,故电流表不可使用.标准电压表与待测电压表电压量程相差太大,不可并联使用,图1电路图但两电压表电流量程相同,可确定两电压表串联使用.画出原理图如图1所示.闭合电键S,调节滑动变阻器R,使两电压表有明显示数.记录此时待测电压表对应的刻度n及标准电压表的读数,有=(为每一最小刻度对应的电压值),rlr2则,UIm-.nF2nF2二,电压表,电流表量程的选择电压表,电流表在使用过程中要注意量程的选择,测量中要求电表指针作大角度的偏转,以减少测量时的相对误差,提高实验测量的精度.因此,在选择电表量程时.在量程够用的情况下选用小量程.然而在许多实验中,尽管有的电表量程够用,但由于测量时电表指针不能作大角度的偏转,给实验带来较大误差,故这样的电表不能使用.而对于一些量程不够的电表.如果采取一些控制措施,使它们的指针摆动既不超过其量程,同时又作大角度的偏转,则能使实验顺利进行,且可提高实验的精度,这样的电表可以拗釉仪嚣20XX年第l期作为测量仪器使用.也就是说,在某些实验中,我们可能会舍弃量程够用的电表,而选用量程不够用的电表,以提高实验测量的精度.例2用以下器材测量一待测电阻R的阻值(900～1000Q):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表Vl,量程为1.5V,内阻/'1=750Q;电压表V:,量程为5V,内阻r2=2500Q;滑线变阻器R,最大阻值约为100Q;单刀单掷开关S;导线若干.(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的I/3,试画出测量电阻R的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)..(2)若电压表V的读数用表示,电压表V的读数用表示,则由已知量和测得量表示的公式,即——.解析:该实验中有2个电压表,但无电流表,由伏安法测电阻的原理可知,其中必有一个电压表作为电流表使用.由于电压表内阻已知,则流过电压表的电流可求.2个电压表的电流量程分别为:I1=2A,/2=2A.可分为2种情况考虑:第1种,电压表作为电流表使用且外接.由于流过外接电压表的电流大,电压表指针偏转大,若电压表V.外接,当电压表V.指针满偏时,则比较电压表V:与待测电阻的关系可知,电压表V指针偏转角度不足满偏的1,3;若电压表V外接,当电压表V指针满偏时.则比较电压表V与待测电阻的关系图2电路图可知,电压表V指针偏转角度超过满偏的1/2.即发生大角度的偏转,故电压表V:可作为电流表使用,且电压表V指针先达满偏,电路图如图2所示,测量值为:.I-/2rl--U1F2第2种,电压表作为电流表使用且内接.内接电压表所承担的电压仅仅是并联电压的一部分,电压表读数较小,因此,电压表v.可作为内接的电流表使用.电路图如图3所示.测量值为:R由UI电阻分配关系可知,当电压表V指针满偏时,卜厂二一L————__JRI图3电路图电压表V,指针作大角度的偏转.三,电压表,电流表测量数值读数的选择电压表,电流表作为一种测量仪器,测量时必须准确读出其测量数值.而物理量的测量值通常是近似值,是由准确数字加一位估读数字组成的.那么,在哪一位估读?如何估读?即如何确定测量量的有效位数历来是高考重点考查的内容之一,我们必须要高度重视.当基本单位为1时,读数时是在基本单位后估读一位,即读到基本单位的十分位.当相邻两基本单位之间还有9条刻度线(即最小刻度为0.1) 时,应该在最小刻度后估读一位,即读到基本单位的百分位;当相邻两基本单位之间只有I条刻度线(即最小刻度为0.5)或两基本单位之间只有4条刻度线(即最小刻度为0.2)时,只要读到基本单位的十分位即可.如图4所示,基本单位为1,每一小格为0.1,读数为2.30;如图5所示,基本单位为0.2,每一小格为O.04,读数为O.28,即读到基本单位的十分位上,切不可读成0.280.234u【Ju山u山uLJuu【JLJIJt图4读数示意图0.20.4uuuLJllLjuJJJIt图5读数示意图四,电压表,电流表连接方式的选择在伏安法测电阻的实验中,电流表是内接还是外接,是要明确判定的.我们的判定方法是:当电压表内阻远远大于待测电阻阻值时,电流表外接;当电流表内阻远远小于待测电阻阻值时,电流表内接.但此判定方法是有条件的,即只知电表内阻的大约范围而不知电表内阻的确定值,其测量值也只是个欠准值.当电表内阻给定时,上述判定方法不再适用, 而是通过对理论公式的修正,寻找出符合实际的实验公式,其测量值是一个准确值.如当电压表内阻已知时,不论电压表的内阻大小如何,电流表均外接, 其修正公式为:了,其中U,,为电压表,电流l—U,nV表读数,为电压表内阻,测量值为准确值.当电流表内阻已知时,不论电流表内阻大小如何,电流表均内接,其修正公式为:一,R为电流表内阻,测1量值也是准确值.因此,电流表是内接还是外接一定要注意题目中给出的条件,严防思维定势给解题带来的误判,误导.五,电压表,电流表的改装有一类实验,给定的电压表或电流表的量程达不?29?20XX年第1期SHIYANJIAOXUEYUYIQ在日光灯电路中,镇流器主要起产生瞬间高压和降压限流的作用,当启辉器氖管内的动触片与静触片由接触到突然分离时镇流器即可产生瞬间高压.对此物理教材做了简要的分析,但如何通过实验来简单说明呢?在教学中,笔者设计了一个简单易操作的实验电路(图1),并以此作为师生合作探究实验原理的教学活动.在教学实践中,笔者开展这一实验活动取得了良好的效果.一,实验器材40W镇流器1个,5号电池1节,电池盒1个,门限电压(死区电压)为2.1V的发光二极管2只,按钮开关1个,导线若干.二,实验电路实验电路如图1所示.I1.一LEDIl'L———,,r,,,——一K.1图1实验电路三,实验方法当按钮开关闭合时,2只二极管LED及LED2均到测量所需要的量程,但实验室中只能提供这样的电表,这时,教师应该考虑电表是否需要改装.电压表,电流表的改装方法与电流计改装成电压表,电流表的方法类似.电表的改装通常隐含在题目中,是需要教师通过审题去分析,判定的.电表一旦需要改装,必定离不开定值电阻,因此,在给定的实验器材中,一旦发现有定值电阻存在,首先要判定实验中是否需要定值电阻.如果要用到定值电阻,那么定值电阻在电路中起什么作用呢?是用于降压限流,还是用于电表改装?从而挖掘出电表是否需要改装这个隐含过程. 例3做"测定电池电动势和内电阻"的实验.现有下列器材:干电池一节;电流表A(量程0～0.6A～3A); 微安表G(量程O～500A,内阻200Q);滑线电阻R (0～l5n,允许最大电流1A);定值电阻4kQ.?3O?不发光.而当按钮开关迅速切断电源时.我们可清晰地观察到其中的LED发光二极管发光闪烁一次,说明镇流器产生了瞬间高压.四,原理分析当按钮开关迅速闭合时,镇流器电感线圈L中产生自感电动势,电动势方向与电源电动势方向相反,自感电动势方向与电感线圈中的电流方向相反,电感线圈的左端为正电位,右端为负电位.自感电动势阻碍了电流的立即增大,在开关闭合的瞬间自感电动势和电源电动势均使LED正向偏置,而使LED2反向偏置不导通.虽然LED.正向偏置,但自感电动势的值小于二极管的门限电压(死区电压),因此,LED.也不能导通.当迅速切断电源时,电感线圈中产生一个较大的自感电动势附加在2只二极管上,自感电动势方向与电感线圈中的电流方向相同,即电感线圈的左端为负电位,右端为正电位.在此瞬间.这一自感电动势使LED.反向偏置不导通,而使LED正向偏置且正向电压大于二极管的门限电压,因此,LED发光闪烁一次. 如果反复通断按钮开关,我们就会观察到LED频闪发光,而LED.始终不发光,其原理同前所述.五,实验优点此实验取材容易,效果明显.对于学生理解日光灯电路工作原理很有帮助.一—-+一-+--—--—?-—+--—-(1)电流表应选用什么量程?(2)画出实验用电路图.解析:由滑线变阻器允许最大电流为1A,可确定电流表量程为0～0.6A.估算电路的最小电阻: ==2.5n.滑线电阻R的阻值为0-15n,故不U.0需要定值电阻降压限流.因为该实验中无电压表,而给定的微安表电压量程为:-0.1V<1.5V,所以必存在电表改装,即把微安表G改装成电压表.改装后的电压表量程为:U=2.1V>I.5V.画出的电路图如图6所示图6电路图。
有关电流表和电压表的改装
有关电流表和电压表的改装二. 知识要点：(一）电流表和电压表的改装1. 电流表以及其参数(1）我们通常所说的电流表是指灵敏电流计，由于其量程太小，一般情况下不能直接测量电流，而是用于检测有无电流和电流的方向，或作为改装量程较大的电流表和电压表的表头使用。
（2）主要参数：电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏电流，又叫做电流表的量程；指针偏转到最大刻度时，电流表两端的电压叫做满偏电压。
由欧姆定律可得。
2. 电压表的改装（1）电压表的改装原理将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压,由于量程太小，无法直接测量较大的电压,如果给小量程的电流表串联一个分压电阻,就可以测量较大的电压,因此电流表串联一个分压电阻后就成为电压表。
图1（2）分压电阻的计算根据串联电路的分压原理有:解得分压电阻:若表示量程的扩大倍数（即）则3。
电流表改装(1）电流表的改装原理小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻,就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。
（2）分流电阻的计算根据并联分流的原理有:解得应并联的分流电阻：若用表示量程的扩大倍数（即)则改装成的电流表的内阻为可见电流表的内阻很小，对于理想的电流表，其内阻可以忽略不计,串联在电路中可以看作短路。
[例1] 将量程为3.0V,内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表，应联的电阻。
分析与解答:原来的电压表，内阻为，改装后的量程为30V。
需串联的电阻R,扩大倍数，所以.[例2] 一个电流表的内阻为，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度,现将其量程扩大为100A,需要联一个的电阻，此时刻度盘的每个刻度表示A，新的电流表的内阻为 .分析与解答:电流表的量程扩大，需并联一个分流电阻,原来电流表的最大量程为10A，刻度数为，改装后的量程为100A，根据欧姆定律得:并联电路的阻值：新电流表的内阻：新电流表的每个刻度值表示：（二）电表的非常规接法电表的常规接法是：电流表串联接入电路中，电压表并联接入电路中，如果没有特别声明,可把电表理想化，即认为电流表的内阻，电压表的内阻;电表的接入和取出对电路不产生影响。
(参考)电路中的电流表和电压表
9 电路中的电流表和电压表电学实验中的电流表和电压表作为电路测试工具，与一般直流电路相比，具有许多新的特点，在可以分别将非理想电流表和非理想电压表看成能测试电流值的小电阻和能测试电压值的大电阻的前提下，针对实际问题还必须灵活处理，下面就列举涉及非理想电表的典型电路进行分析。
9。
.1非理想电表的指针偏转角度与示数以在中学物理中常用的0－0.6A－3A电流表和0－3V－15V电压表为例，我们分别计电流表的两挡位为A1、A2，电压表的两挡位为V1、V2，由于A1、A2（或V1、V2）分别是由完全相同的灵敏电流计改装而成，并且其量程之比均为1：5，因此两表串联或并联使用时其示数与指针偏转的角度的关系见下表：从上表中可以看出，在A1、A2串联或V1、V2并联情况下，相当于用两电流表测同一电流或用两电压表测同一电压，其示数必然相等，而示数相等就意味着其指针偏转角之比为5：1（因两表的量程之比为1：5）。
而在A1、A2并联或V1、V2串联条件下，由于两个改装之前的灵敏电流计在电路中所处的地位完全相同，因此其指针偏转角必然相等，于是就给出了其示数之比为1:5的关系。
例1：图1中的电流表和电压表是由完全相同的灵敏计改装而成，现将两表串联（甲）或并联（乙）后分别接入电路，比较两表指针偏转角度的大小，结果是：（）A．在两表串联情况下，电流表的指针偏转大；B．在两表串联情况下，电压表的指针偏转大；C．在两表并联情况下，电流表的指针偏转大；D．在两表并联情况下，电压表的指针偏转大。
甲乙图1分析：根据电流表串联分压和电压表并联分流的原理：在两表串联情况下，电流表的表头在支路而电压表的表头在干路，因此电压表的指针偏转角度大；而在两表并联的情况下，电流表表头两端电压是总电压而电压表表头两端电压是分电压，因此是电流表的指针偏转角大。
选项B 、C 正确。
9。
.2非理想电表电路的误差分析例2：在图2所示的电路中，当电键S 接1时，误差为5%；当电键S 接2时，误差为50%。
电流表与电压表的制作与使用实验
电流表与电压表的制作与使用实验电流表和电压表是电路实验中常用的仪器，用于测量电流和电压。
在物理学中，有许多定律可以帮助我们理解电流与电压以及它们在电路中的作用。
在本篇文章中，我将解释如何制作和使用电流表和电压表，并探讨它们的实际应用和其他专业性角度的相关内容。
一、电流表的制作与使用实验1. 材料准备：- 一块狭长形的弹簧板（可以使用金属弹簧）- 导线- 纸片- 铁芯绕组（可以使用铁芯电阻器）2. 实验过程：a. 将弹簧板固定在一个支架上，使其可以自由摆动。
b. 使用导线将弹簧板与电源连接，确保连接稳固。
c. 在电路中插入一个可变电阻（如铁芯绕组），并通过调节电阻大小来控制电流的强度。
d. 将一块细纸片固定在弹簧板上，并使其能够与弹簧板接触。
e. 用导线将另一端连接到电路的另一侧，形成一个完整的电路。
f. 当电流通过电路时，弹簧板会受到电流作用而产生一定的偏转。
通过观察纸片的偏移角度，可以估计电流的大小。
3. 物理原理：这个实验基于安培定律（Ampere's Law）。
根据安培定律，通过一个电流元（单位长度上的电流）所产生的磁场与电流元和观测点之间的垂直距离成正比。
在电流通过电路时，弹簧板受到的力与通过它的电流成正比，因此会产生一个角度偏移。
4. 实验应用：- 电流表通常用于测量电路中的电流，并且可以在各种应用中得到广泛使用。
它们可以用于家庭电路、电子设备、实验室设备等的电流测量。
- 在电子实验中，我们可以使用电流表来测量电路中不同元件的电流，以验证电路定律的正确性，并帮助我们进行电路设计和故障排除。
二、电压表的制作与使用实验1. 材料准备：- 灯泡（额定电压为较低电压）- 适配器或电池- 镍铁电阻线- 螺丝刀和钳子- 铁芯绕组2. 实验过程：a. 将灯泡连接到一个适配器或电池的正负极上，确保灯泡亮起。
此时，电流将通过灯泡。
b. 使用两段镍铁电阻线，将电压表与电源连接。
确保连接稳固并检查电路的完整性。
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例题
已知一个灵敏电流计的满偏电流为300μA，内阻 为200Ω，现将其改装为量程为3V的电压表： ⑴应串联一个多大的电阻？ ⑵当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所 测量的电压多大？ ⑶将改装后的电压表接入电路中。已知电源电动 势为3V，内阻为1Ω，外电阻29Ω，则此时电压表 的读数应为，若改装过程出现误差，导致电压表 的实际读数为2.8V，说明串联的电阻偏。（大或
者小大）
例题
(95全国7)两个定值电阻R1、R2串联后接在输出 电压U稳定于12V的直流电源上。有人把一个内 阻 不 是 远 大 于 R1 、 R2 的 电 压 表 接 在 R1 两 端 ( 如 图)，电压表的示数为8V。如果把此电压表改接
在R2的两端，则电压表的示数将 A
A.小于4V B.等于4V C.大于4V，小于8V D.等于或大于8V
电路的设计
1.电学实验的原则：安全、可行、方便、节能。
(1)安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器 件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、 电源等）及人的安全； (2)可行：所选择的仪器能使实验正常进行； (3)方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被 测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的 变化比较平缓； (4)节能：
2.9V、4.0，由此可知按
图所示的电路
测量的误差较小， 的真实值更接近于
Ω。
思考：的真实值大于还是小 于1000Ω ？若已知电流表内 阻 为 0.1Ω ， 那 么 真 实 值 是 Ω。
例题
(06全国22)现要测定一个额定电压4V、额定功率为1.6W 的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1～4V。 现有器材：直流电源E(电动势4.5V、内阻不计)，电压表 V(量程4.5V，内阻约为4×104Ω)，电流表A1(量程250， 内阻约为2Ω)，电流表A2(量程为500，内阻约为1Ω)，滑 动变阻器R(最大阻值约为30Ω)，电键S，导线若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用 的电流表是＿＿＿＿，下面 两个电路应该选用的是＿＿＿。
电路的设计
2.测量电路 ：
(1)电路： 电流表接在电压表外侧叫 做外接法（图甲），电流 表接在电压表内侧叫做内 接法（图乙）
(2)误差分析：
a. 外接法：R测< R真
b. 内接法：R测> R真
电路的设计
(3) 电路选择 ：
RV＞＞RX
RA＜＜RX
＞ R V
Rx
Rx
RA
外接法
＜ R V
Rx
Rx
RA
例题
如图所示，A1和A2是两只不同的电流表， V1和V2是两只相同的电压表。电流表A1 的示数是1.4，电压表V1和V2的示数分别 是0.6V和0.8V，试求： (1)电流表A2示数； (2)电流表A2的内阻。
例题
将两个相同的电流计分别与电阻并联后改装成电 流表A1(0～3A)和电流表A2(0～0.6A)，现把这两 个电流表并联接入如图所示的电路中测量电流， 当可变电阻R调节为9Ω时，A2刚好满偏。问： (1)A2满偏时，另一电流表A1的示数是多大？ (2)若可变电阻R调节为20Ω时。A1刚好半偏。已 知A1、A2的内阻很小，求电源电动势和内电阻。
内接法
【试触法】未给出的估计阻值时用。
如图测电阻R，当电压表的表头P 从A点，接到B点时电压表读数变 化明显，应用接法；电流表读数 变化明显，其电阻值，某同学用伏安
法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按
甲 图 测 得 数 据 是 3.0V 、 3.0 ， 按 乙 图 测 得 数 据 是
例题
(04全国23)电动势为12V的电源与一电压表 和一电流表串联成闭合回路。如果将一电 阻与电压表并联，则电压表的读数减小为 原 来 的 1/3 ， 电 流 表 的 读 数 增 大 为 原 来 的 3 倍。求电压表原来的读数。
例题
四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成 两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。 已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压 表V1的量程大V2的量程，改装好后把它们 按图示接入电路，则 A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数 B.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转 角 C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D.电压表V1的偏转角 等于电压表V2的偏转角
者小小）
例题
(98全国11)图示的两种电路中，电源相同， 各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等 且 不 可 忽 略 不 计 。 电 流 表 A1 、 A2 、 A3 和 A4 读 出 的 电 流 值 分 别 为 I1 、 I2 、 I3 和 I4 。 下列关系式中正确的是 A. I1＝I3 B. I1< I4 C. I2＝2I1 D. I2< I34
例题
用伏安法测量的电阻，无论是用内接法或外接法测量，都
不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究性
学习小组分别设计了以下的实验方案：
1.第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：
电压表和电流表 电路的设计
电流表
1. 电流表的构造和工作原理: 2.电流表的三个参数: (1)电流表G的电阻叫做电流表的内阻；
(2)指针偏转到最大刻度时的电流叫做满偏电流；
(3)电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压 叫做满偏电压。
电流表的改装
1.电流表改装成电压表
RUUg1Rg n1Rg
电压表内阻 RVRRg nRg, 由这个式子可知，电压 表量程越大，分压电阻 就越大，其内阻也越大。
电流表的改装
2.小量程电流表改装成大量程的电流表
R Ig Rg Rg I Ig n 1
电由流这表式内子阻可R知A ，RR电RRg g流 R表ng , 量程越大，分流电阻就 越小，其内阻也越小。
例题
已知一个灵敏电流计的满偏电流为300μA，内阻 为200Ω，现将其改装为量程为0.6A的电流表： ⑴应并联一个多大的电阻？ ⑵当改装后的电表指针偏转如图所示时，电表所 测量的电流多大？ ⑶将改装后的电流表接入电路中。已知电源电动 势为3V，内阻为1Ω，外电阻29Ω，则此时电流表 的读数应为，若改装过程出现误差，导致电流表 的实际读数为0.09A，说明并联的电阻偏。（大或