电表的改装分析

电表的原理、改装及应用

知识要点梳理

知识点一——电表的改装

▲知识梳理

1．电流表（表头）

小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个：

①电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻；

②指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程；

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，也叫电压量程。由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。

2．电压表的改装

电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示。

电压扩大量程的倍数

由串联电路的特点得

解得

即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻

电压表的总电阻。

3．电流表的改装

电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量程的电流表满偏电流为I，如图所示。

扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以

即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为电流表的总电阻。

说明：

①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和；通过电流表的电流和流过表头G的电流不一样。

②电压表的量程是指通过表头的电流达到时加在电压表两端的总电压U；电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏时，通过表头和分流电阻的电流之和。

③由串联分压原理可知：串联的分压电阻越大，电压表的量程越大，由并联分流原理可知，并联的分流电阻越小，电流表的量程越大。

④实际的电压表内阻不是“”，电流表内阻不是零，它们接入电路进行测量时必对原来的电路有影响。这是今后我们要注意的，有时不考虑电表内阻对电路的影响，这是为了

研究的方便，认为电压表的内阻是无限大，电流表的内阻为零，这时它们叫做理想电表，是理想化模型。

4．电表的校对

按如图所示的电路对改装成的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。

▲疑难导析

1、理想电表和非理想电表

（1）中学阶段，大多数情况下，电压表和电流表都可看作是理想的，即电压表内阻为无穷大，电流表的内阻为零。这种理想电表连入电路对整个电路是没有影响的。但是在有些情况下，电表并不能看作是理想的（特别是一些实验测量问题），这时的电表既是一个测量的仪表，又是连接在电路中的一个电阻，就好像电流表变成了一个小电阻，只不过这个电阻能显示出流过它的电流；电压表变成了一个大的电阻，它同时可显示出自己两端的电压。

（2）非理想电表对电路的影响：

当电路中存在非理想电压表时，起分流作

用，故测量值比真实值偏小；当电路中接入非理

想电流表时，起分压作用，故测量值偏小。

2、电表的读数方法

在实验中，测量时要按照有效数字的规律来读数。

测量仪器的读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数。

（1）最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读，如最小刻度是1 mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米。

（2）最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表A量程，最小分度为0. 02 A，误差出现在安培的

百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2、...、9；学生用的电压表15 V 量程，最小分度为V，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以电压为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2、 (9)

（3）对欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。为减小读数误差，指针应指表盘到的部分，否则需换挡，换挡后，需要重新进行欧姆调零。

知识点二——电阻的测量——伏安法

▲知识梳理

1．原理

部分电路欧姆定律。

2．两种接法

如图甲所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常称“外接法”；如图乙所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常称“内接法”。

3．误差分析

采用图甲的接法时，由于电压表分流，电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大，因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值，所以测量值比真实值小。电压表内阻比待测电阻大得越多，测量误差越小，因此测量小电阻时应采取这种接法。

采用图乙的接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大，因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值。所以测量的电阻值比真实值大，待测电阻越大，相对误差越小，因此测量大电阻时应采取这种接法。

4．伏安法的选择

为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：

（1）阻值比较法：将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较，若，宜采用电流表外接法；若，宜采用电流表内接法。

（2）临界值法：令，当时，内接法；时，外接法。

（3）实验试探法：按如图接好电路，让电压表的一根接线P先后与

B、C处接触一下，如果电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；

如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用

电流表内接法。

▲疑难导析

一、测量电阻的若干方法

1．安安法测电阻

若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。

（1）如图所示，当两表所能测得的最大电压接近时，如果已知

的内阻，

则可测得的内阻。

（2）如图所示，当两电表的满偏电压时，串联一定值电阻后，同样可测得的内阻。

2．伏伏法测电阻

电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用。