第十章实验十三　把电流表改装为电压表.ppt

实验十三把电流表改装为电压表 实验目的1 会用 半偏法 测电流表的内阻 2 学会把电流表改装为电压表 3 会用标准电表进行校准 实验原理1 半偏法 测内阻 半偏法 测电流表的内阻电路图如图10 5 1所示 合上S1调整R 使电流表恰好满偏 再闭合S2 调整R 使电流表恰好半偏 当R R 时 rg R 图10 5 1 实验器材电流表 电阻箱 开关 电池组 滑动变阻器 大阻值 标准电压表 导线 实验步骤1 用半偏法测电流表内阻 1 把两个电键 已经断开 大阻值变阻器R 电阻箱R 电流表和电源按照图10 5 1所示的电路连接好 2 检查电路无误后 闭合S1 调节变阻器R 使电流表满偏 干路电流为Ig 3 保持R不变 闭合S2后调节R 使电流表达到半偏 满刻度的一半 4 记下此时电阻箱R 的阻值 即为电流表的内阻rg 2 改装 1 算出电流表的满偏电压Ug 2 如果把电流表改装成量程为U的电压表 计算应串联的电阻阻值R3 3 将电阻箱阻值调为R3 把电流表与电阻箱串联起来 3 1 按如图10 5 2所示连接电路 并使变阻器R的滑片在分压值最小的位置 使输出电压起始为零 图10 5 2 2 改变变阻器R的滑片位置 使标准电压表V的示数分别为0 5V 1 0V 1 5V 2 0V 直至使电流表达到满偏 注意电压表的量程 并核对改装的电压表的示数是否正确 误差分析1 半偏法 测电流表内阻时 存在系统误差 当S2闭合后 整个电路的总电阻变小 总电流变大 通过电流表的电流为原来的一半 则通过电阻箱的电流就大于通过电流表的电流 即R测 rg 当电路中R rg时 误差较小 因此要使R rg 同时电源电动势也应适当大一些 2 改装后的电压表也存在系统误差 因R测 rg 串联的分压电阻R1计算值偏大 因此改装后电表的量程偏大 3 电阻箱R 的调节是不连续的 因此要选用精度高的 4 电阻箱内有多处电刷 电刷上有接触电阻 使阻值偏大 导致改装表的示数偏小 因此要选用接触良好的电阻箱 5 实验过程中 电压表 电流表的读数会有偶然误差 要用心细致去观测 注意事项1 在调节滑动变阻器R的阻值使电流表满偏时 滑动变阻器的阻值要比电流表的内阻rg大得多 一般要求R 100rg 2 实验时 在R较大情况下为了使电流表满偏 电源电动势宜大些 3 闭合开关S1时 必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大 4 闭合开关S2 调节电阻箱R 时 应保持滑动变阻器R的阻值不变 5 半偏法 测电流表内阻的实验中R 只能用电阻箱 R可用阻值很大的滑动变阻器或电阻箱 若实验给出两个电阻箱 一个阻值较大 10k 以上 另一个阻值较小 一定要把阻值大的连到干路上 阻值小的与电流表并联 6 改装后电压表校准 校对电路要用分压式 使改装电压表的电压可以从零开始一一校对 且不可超量程 实验创新在用 半偏法 测电流表内阻时 由于存在系统误差 使得测量值偏小 我们可以在原电路的基础上在干路中串接一标准电流表A0 图10 5 3 2010 高考北京卷 某同学要把一个量程为200 A的直流电流计电流表G 改装成量度范围是0 4V的直流电压表 1 她按图10 5 4所示电路 用半偏法测定电流计G的内电阻rg 其中电阻R0约为1k 为使rg的测量值尽量准确 在以下器材中 电源E应选用 电阻器R1应选用 电阻器R2应选用 选填器材前的字母 A 电源 电动势1 5V B 电源 电动势6V C 电阻箱 0 999 9 D 滑动变阻器 0 500 E 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k F 电位器 0 51k 图10 5 4 2 该同学在开关断开情况下 检查电路连接无误后 将R2的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是 最后记录R1的阻值并整理好器材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 A 闭合S1B 闭合S2C 调节R2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度D 调节R2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半 E 调节R1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半F 调节R1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 3 如果所得的R1的阻值为300 0 则图10 5 4中被测电流计G的内阻rg的测量值为 该测量值 实际值 选填 略大于 略小于 或 等于 4 给电流计G 联 选填 串 或 并 一个阻值为 k 的电阻 就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表 解析 1 考虑到减小误差 电源应选电动势较大的B R1要选能读出接入电路的电阻值的电阻箱 R2在电路中是限流连接 应选用总阻值大于30k 的电位器F 2 电流半偏法的具体操作顺序是 S1断开 S2闭合 调节R2 使电流计指针满偏 闭合S1 保持R2不变 调节R1 使电流计指针半偏 读出R1 即为电流计内阻值 3 根据半偏法原理 rg R1 300 由于闭合S1后 干路电流会略为变大 故半偏时流过R1的电流略大于电流计的电流 故R1的阻值略小于电流计的内阻 答案 1 BCF 2 BCAE 3 300略小于 4 串19 7 规律总结 仪器选择的一般顺序是先易后难 首先确定出必须使用而又唯一的仪器 然后以其为突破口 根据电路要求和计算 选择出电源 滑动变阻器 电流表 电压表以及合理的量程 待测元件的额定电流 额定电压 估算值 是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据 2011 高考新课标全国卷 为了测量一微安表头A的内阻 某同学设计了如图10 5 5所示的电路 图中 A0是标准电流表 R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱 S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关 E是电池 完成下列实验步骤中的填空 图10 5 5 1 将S拨向接点1 接通S1 调节 使待测表头指针偏转到适当位置 记下此时 的读数I 2 然后将S拨向接点2 调节 使 记下此时RN的读数 3 多次重复上述过程 计算RN读数的 此即为待测微安表头内阻的测量值 解析 本题方法为替代法 当S接1与接2时通过电路的电流I相