高中物理电表改装总结

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电表的改装

“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R，让其分压即可起到电压表的作0用。U m

如图所示，改装后的电压表的量程U=（r+R）I

gg0m I g G Rr0

g

校表电路G 将改装后的电压表与标准电压表并联，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R串联改成，如图示。0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R上串联一个比R小得多的电阻 C、在R上并联一个比R小得多的电0000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0000阻

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R调小一0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R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，0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R，让其分流即可起到大电流表的0Ir

作用。g g

如图所示，改装后的电流表的量程I=I+ I r/R=（r+R）0ggg mg0G

I I /R m 0g

R0

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AG

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R，最大阻值20Ω；滑动变阻器R，最大阻值21100k Ω；

，，最大值9999Ω；定值电阻R ，阻值1kΩ；电源电阻箱RE，电动势为1．5V；10电源E，电动势为3．0V；电源E，电动势为4．5V；（所有电源内阻不计）；标32准电流表A，满偏电流1．5mA；单刀单掷开关S和S，单刀双掷开关S；电阻312

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———另一电路不合理的理由是：。为合理电路。————————————————————————————（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ˊ，所用电路图。图中待核对的电流表用符号表示。

A

G G G

R c R R10mA o b

a R o S′d R2 o 1mA 10mA 1mA o o

S o o o o

3 S E

1 图1 图

2 图

3 图4

分析与解答：

ˊ，同时电源电动势）半偏法测电阻时，要求干路几乎不变才可，为此R>>R（1大些为宜，故滑动变阻器应选R，电源选E。32（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S由d换至c的过程中，两电阻R、R都未与G并联，这时G中电流过大而被c3d烧坏。

（3）改装成量程为1mA的电流表时需要的并联电阻R= Ir/（I-I）≈43Ω，gggmx

ˊ的内阻r≈40Ω。因40Ω×1mA = 0﹒04V，所以电源选电动改装后的电流表AˊA 势最小的E即可。当选用了E=1﹒5V的电源后，必须再串联一电阻R加以保护，

011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

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改装方案

在电压表v上并联一个小阻值的定值电阻R，让其分流即可起到电流表的作0用。RU v m

如图所示，改装后的电流表的量程I=U/R+U/R

0vmvv V I

=（1/R+R）U m vv0R0

校表电路

将改装后的电流表与标准电流表串联，A V 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，，电流表RR，滑动变阻器1．5v），电阻箱提供如下器材：干电池E（电

动势为A（有1．5mA、15mA、150mA三个量程）及开关。

（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图a示的电路测量电压表mV

的内阻。在既

不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表A应选用的量程是。————若合上K，调节滑动变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表A的读数

为1．05mA，则电压表的内阻R为。（取三位有效数字）————mv（2）在对改装后的电流表进行校准时，把A作为标准电流表，在b中画出对改装后的电流

表进行校准的电路原理图（滑动变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母

标注。图中电阻箱的取值是（取三位有效数字），电流表A应选用的量程是—————。

———

A mV

R′

图 a 图 b

分析与解答：

（1）电压表的限流量等于150mV/150Ω=1mA，故电流表A 应选量程为1﹒5mA 的。

电压表的内阻R=150mV/1﹒05mA≈143Ω。mv（2）将其改成量程为10 mA

的电流表，所需的并联电阻R应为：