电学实验-电表改装与多用电表

0 0.2 0.4

0.6

1 2

3 - 0.6

3

A 0 1 2

3 5 10

15

-

3

15 0

V （甲）

0 0.2 0.4 0.6 1 2 3 - 0.6

3

0 A 0 1 2 3 5 10 15 -

3

15

0 V （乙）

高中物理 电学实验专题（一）

一、测量仪器的读数

（一）读数基本原则：

1．一切测量都存在误差，测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，直接测量中读出的测量值的有效数字的最后一位要与读数误差所在的一位对齐。

2．凡是分度值是一个单位的，如“1mm ”、“1mA ”、“0.1A ”等，读数估读到分度值的下一位。 3．凡是分度值是2或5个单位的，如“2N ”“0.02A ”、“0.5V ”等，读数精确到分度值本位。

例题1、如图甲中，

电流表选择0~3A 量程时读数是 A ；选择0~0.6A 量程时读数是 A 。 电压表选择0~3V 量程时读数是 V ；选择0~15V 量程时读数是 V 。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------我是华丽的分割线

变式1、如图乙中，

电流表选择0~3A 量程时读数是 A ；选择0~0.6A 量程时读数是 A 。 电压表选择0~3V 量程时读数是 V ；选择0~15V 量程时读数是 V 。

（二）游标卡尺的读数

读数方法：主尺读数(mm) + N × 精确度(mm)

标尺0刻度线对应主尺左边刻度读数

标尺与主尺刻度线对齐

游标卡尺有10分度，20分度、50分度三种， 对应的精确度分别是0.1mm 、0.05mm 、0.02mm 读数注意有效数字位数。 1

10 1

20 1

50

没有估读！

56

0510（1）读数cm （2）读数

101112（cm）

（3）读数

01020

01234578910

01234567890

23

0123

（4）读数

★读数留意：①莫将标尺左边缘看做0零度线；②标尺部分乘积末位为0的记得保留有效数位。

（三）螺旋测微器（千分尺）的读数

1．螺旋测微器的构造：

测砧A、测微螺杆P、尺架F、止动旋钮、固定刻度S、可动刻度H、粗调旋钮K、微调旋钮K’2．螺旋测微器的原理：

螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格；旋钮每旋转一周，测微螺杆P前进或后退0.5 mm。因此，可动刻度H每转过l格，测微螺杆P前进或后退0.01 mm。

3．螺旋测微器的读数：

固定刻度的读数（mm）+可动刻度上的格数（估读一位）×精确度0.01 mm 读数时需要注意半毫米刻度线是否露出。

例题2、一位同学用螺旋测微器测量甲、乙、丙三根金属导线的直径，其示数如图4所示，则金属导线的直径分别为：甲mm，乙mm，丙mm。

甲乙丙

图4

二、电表改装

常用的电流表和电压表都是由小量程的电流表G （表头）改装而成的，表头内阻R g ，满偏电流I g ，满偏电压U g ，U g =I g R g ；I g 越小，表头的灵敏度就越高。

（1）表头改装为电流表（扩大量程）——并联小电阻

欲用该表头测量超过其量程I g 的电流，就必须扩大它的量程。表头的内阻R g 一般很小，扩大量程的方法是在表头上并联一个分流电阻R s （如图a 所示）。使超量程部分的电流从分流电阻R s 上流过，而表头仍保持原来允许流过的最大电流I g 。图中虚线框内由表头G 和R s 组成的整体就是改装后的电流表。

设表头改装后的量程为I ，根据欧姆定律得：

g g s g R I R I I =-)( ；

g

g g s I I R I R -=

；

若：g nI I = 则：1

-=

n R R g s

当表头参量I g 和R g 确定后，根据要扩大量程的倍数n ，可计算出需要并联的分流电阻R s ，实现电流表的扩程。

改装为电流表的量程越大，表头需要并联的电阻 ；

可见改装为量程更大的电流表后，新电流表的内阻比原来表头的内阻更小。

（2）表头改装为电压表——串联大电阻

表头的电压量程为I g R g ，虽然可以直接用来测量电压，但是电压量程I g R g 很小，不能满足实际需要。为了能测量较高的电压，必须扩大它的电压量程。方法是在表头上串联一个分压电阻H R （如图b 所示）。使超出量程部分的电压加在分压电阻H R 上，表头上的电压仍不超过原来的电压量程I g R g 。

设表头的量程为I g ，内阻为R g ，欲改成的电压表的量程为V ， 由欧姆定律得：

V R R I H g g =+)(

可得： g g

H R I V

R -=

可见，要将量程为I g 的表头改装成量程为V 的电压表， 须在表头上串联一个阻值为H R 的附加电阻。

同一表头，串联不同的分压电阻就可得到不同量程的电压表。 改装为电压表的量程越大，表头需要串联的电阻 ；

图b 改装电压表原理图

G

图a 改装电流表原理图

G