高中物理电表问题专题复习

高中物理电表问题总汇

一、电表、电表的改装

1.灵敏电流表G, 电流计G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用产生偏转的原理制成的，且指针偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是 均匀 的。注意：电表就是电阻。 （1）三个主要参数

①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。

②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。

③满偏电压Ug:电流表通过Ig 时两端的电压，大约零点几伏。

（2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg

2.电压表的改装 电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R 分去多余的电压U-Ug ，电阻R 叫分压电阻。

电压表的内阻：Rv=Rg+R 3.电流表的改装

电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量

程为I 的电流表时，应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ，电阻R 叫分流电阻。

（2）电流表的内阻：R A

=Rg ×R/(R+Rg)

说明：改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流计的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流计的满偏电流I g 和满偏电压U g ，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 4.电流表改装成欧姆表

①原理：闭合电路的欧姆定律

②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R ，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有： ③当两表笔间接入电阻Rx 时，电流表的电流为：

当Rx 改变时，Ix 随着改变，将电流表表盘上Ix 处表上对应的Rx 值，就构成了欧姆表。

()g

g

g

g

g g U U U

I R R

U U R R Ug -==-=

据串联电路的特点得：解得：G R

I U g U

G R

I

g U-Ug R

()g g g g g g

g U I R I I R I R R I I ==-=

-据并联电路的特点得：解得：I-I g U G R

I

R

g g E I R R r =

++x

g x

E

I R R r R =+++G

+

－

R

E r

红表笔 黑表笔 Rx

G

+

－

R

E r

红表笔

黑表笔 图1

④中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R 中＝R 内＝R+Rg+r 因Ix 与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。 二、滑动变阻器的两种接法 1.限流接法 如图2所示。 用电器Rx 的电压调节范围：

电路消耗的总功率为：EI

限流接法的选用原则： ①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。

③两种方法都满足时优先选用限流接法。

2.分压接法

如图3所示

①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。 ②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则：

①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 ②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。

③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。 三、电阻的测量

1.伏安法测电阻 （1）原理：部分电路的欧姆定律。（2）电流表外接法，如图4所示。 误差分析：

产生误差的原因：电压表V 分流。适用于测小阻值电阻，即Rx 远小于Rv 时。 ］（3）电流表内接法，如图5所示。

误差分析：

产生误差的原因：电流表A 分压。

适用于测大阻值电阻，即Rx 远大于R A 时。 （4）内、外接法的选用原则 ①计算临界电阻：

若Rx>R 0

若Rx

即大电阻，内接法；小电阻，外接法。大内小外。

②试触法确定内外接法：在不知道R V 、R A 、R X 的大致值时，

如图6所

示触头分别接触a 、b 两点：若V 变化大，说明A 若A 变化

大说明V 分流大，应用内接法。

例1：某同学欲测一电阻Rx 的阻值（约为300Ω） 可供选择的仪器有：电流表A1，量程10mA;电流表

A 2，量程0.6A;电压表V 1，量程3V;电压表V 2，量程15V ；电源电动

势

为

(0)x ERx

U E r Rx R ≤≤=+V V X V A V X A V U R R U R R I R R I I

=∠+-测真＝＝

V V A X A A A

U U U

R R R R I I

-=+>测真

＝＝

R

R 待 0R =

4.5V 。请同学们按图接好电路，闭合S 1后，把开关S 2拨至a 时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S 2拨至b 时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为（ ）所选电流表的量程为（ ）Rx 的测量值为（ ）。 2.安安法测电阻

若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用. （1）如图7所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A 1的内阻R 1，则可测得A 2的内阻R 2=I 1R 1/I 2.

（2）如图8所示，当两电表的满偏U A2》U A1时，A 1串联一电阻R 1，同样则可测得R 2的内阻R 2=I 1（R 1+R 0)/I 2. 例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下：电流表A 1（量程250mA ，内阻

r 1=5Ω);标准电流表A 2（量程300mA ，内阻r 2约为5Ω);待测电阻R 1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R 2（最大阻值为10Ω）；电源E （电动势约为10V ，内阻r 约为1Ω）；开关S ，导线若干。

（1

（2）实验中，需要直接测量的物理量是（ 用测的量表示待测电阻R 1的阻值的计算公式是（ 3.伏伏法测电阻

若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来

使用。 （1）如图9所示，当两电表的满偏电流接近时，如果已知V 1的内阻R 1，则可测得V 2的内阻R 2=U 2R 1/U 1. （2）如图10所示，当两电表的满偏电流I V2》I V1时，V 1并联一电阻R 0，同样则可测得R

2的内阻为

例3.用以下器材测量一待测电阻Rx 的阻值（900～1000Ω）：电源E （电动势约为9V ，有一定内阻）；电压表V1（量程1.5V

，内阻r 1=750Ω);电压表V 2（量程5V ，内阻r 2约为2500Ω);滑动变阻器R （最大阻值为100Ω）；开关S ，导线若干。（2004

年全国）

（1）测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3，试画出实验中测量电阻Rx 的几种原理图。 （2）若电压表V 1的读数为U 1，V 2的读数为U 2，则用已知量和测的量表示待测电阻Rx 的阻值的计算公式是： 4.电阻箱或定值电阻当电表用

（1）电阻箱作电压表用，如图11所示：可测得电流表A 2的内

阻R 2＝（I 1-I 2)R/I 2

图中电阻箱R 可测得电压为（I 1-I 2)R

（2）电阻箱作电流表用

如图12所示，若已知R 及R V ,则测得干路电流为：

5.比较法测电阻

如图13所示，测得电阻箱R 1的阻值及A 1表、A 2表的示数I 1、I 2， 可得Rx=I 2R 1/I 1.

若考虑电表内阻的影响，则：I 1(Rx+R A1)=I 2(R 1+R A2) 6.替代法测电阻

如图14所示，①S 接1，调节R 2，读出电流表示数为I ；

②S 接2，保持R 2不变，调节电阻箱R 1，使电流表示数也为I 。 由上可得：R X =R 1

2

211

1

0U R U U R R =

+

I R