(含答案)电流表与电压表的选择

电流表与电压表的选择

一、基础知识

选择电流表与电压表有两个原则，一是安全原则，二是精确原则。所谓安全原则，是指在实验中，流过电流表（待测电路）的最大电流不能超过电流表的量程，加在电压表（待测电路）两端的电压不能超过电压表的量程，保证在实验中不损坏电流表与电压表。所谓最大电流、最大电压，相当于将待测电路直接接在电池组的正负极间时，通过待测电路的电流、电池组加在待测电路两端的电压。若实验中所用电池组的电动势为E，待测电路的电阻为R，

如果忽略电池组的内阻，则待测电路的最大电压是E，最大电流是，实验中所选的电

流表的量程不能小于，电压表的量程不能小于E。所谓精确原则，是指在符合安全原则的情况下，尽量选较小量程的电流表、电压表。因为电流表、电压表读数时，指针的偏转角度越大，测量误差越小。在安全的前提下，选择较小量程电流表、电压表，可以使读数时指

针有较大的偏转角度，以减小测量误差。一般要求测量时指针的读数要过量程的。

二、练习

1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)

B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)

C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)

D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)

E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)

F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)

G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．

(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用

________(均用序号字母表示)．(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路．

(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W (结果保留两位有效数字)

解析(1)由灯泡标识(5 V,2.5 W)知，I＝P

U

＝0.5 A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.

(2)如图所示

(3)把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为I max＝E

R＋r

＝0.6 A，在题图中的U－I图中，作出此电源的U－I图线如图中虚线所示

两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知

U ＝2.2 V ，I ＝0.38 A ，所以P ＝UI ＝2.2×0.38 W ＝0.84 W.

答案 (1)C E F (2)见解析图 (3)0.84(0.81～0.87)皆可

2、某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：

电流表A 1，量程1 A ，内阻r 1约0.5 Ω

电流表A 2，量程30 mA ，内阻r 2约200 Ω

电压表V 1，量程6 V ，内阻R V1等于20 kΩ

电压表V 2，量程10 V ，内阻R V2约30 kΩ

滑动变阻器R 1,0～20 Ω，额定电流2 A

滑动变阻器R 2,0～2 000 Ω，额定电流1 mA

电源E (电动势为12 V ，内阻r 约2 Ω)

(1)请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．

(2)若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L ，直径为d ，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为__________．

答案 (1)电路图见解析图 R 1 (2)ρ＝πd 2(U 2－U 1)R V14U 1L

U 1表示电压表V 1的示数，U 2表示电压表V 2的示数

解析 (1)由于V 1的阻值已知，可当电流表使用，故可以采用将待测材料与V 1串联再与V 2并联，由于滑动变阻器阻值远小于待测电阻的阻值，故滑动变阻器应采用分压式接法，为调节方便选用小阻值的R 1，电路图如图所示．

(2)由电路图知，R x＝U2－U1

I V1

，I V1＝U1

R V1

，又R x＝ρL

S

，联立得ρ＝

πd2(U2－U1)R V1

4U1L

，式中

U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数．

3、将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为

1.5 V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯

泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3 mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：

A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)

B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)

C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)

D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)

E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)

F．电键，导线若干

G．水果电池

(1)实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______(均用序号字母表示)．

(2)请在虚线框内画出实验电路图．

(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随

电流变化的U－I图象如图所示，由图可知：水果电池的电动势

E＝____V，内阻r＝________Ω.

答案(1)A E

(2)如图所示