高考电学实验专题(三、电流内阻的测量和改装)

1、电流表内阻的测量和改装电流表内阻的测量和改装虢镇中学 付仓书电表是高中物理实验的最基本的仪器，也是高电表是高中物理实验的最基本的仪器，也是高考考查的重点，因此弄清电表的工作原理、内考考查的重点，因此弄清电表的工作原理、内阻测量、改装方法、校正使用及读数是学会高阻测量、改装方法、校正使用及读数是学会高中物理的关键现讨论探究如下，请指正。中物理的关键现讨论探究如下，请指正。一、电流表的构造和工作原理一、电流表的构造和工作原理1、构造：、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成转动线圈组成 2、电流表、电流表G的工作原理的工作原理M磁磁=NBIS M弹弹=K?当当M磁磁

2、=M弹弹时线圈停止在某时线圈停止在某一偏转角一偏转角?，固定在转轴上，固定在转轴上的指针也转过同样的角度，的指针也转过同样的角度，停止不动则停止不动则K?=NBIS得得N为线圈的匝数、为线圈的匝数、B为磁感应强度、为磁感应强度、I为电流、为电流、S为为线圈面积、线圈面积、K为游丝扭转系数、为游丝扭转系数、?为指针的偏转角。为指针的偏转角。NBSICIK从以上分析知：从以上分析知：（1） （表明电流表刻度盘均匀）（表明电流表刻度盘均匀）II：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。IU：通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。：通过表头的电流跟加在

3、表头两端的电压成正比。U：如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量：如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了电压了（2）电流方向改变时，线圈转动方向改变。指）电流方向改变时，线圈转动方向改变。指针方向改变（根据指针的偏向可判断电流方向）针方向改变（根据指针的偏向可判断电流方向）（3）特点：）特点： 优点：灵敏度高。优点：灵敏度高。 缺点：允许通过的电流小。缺点：允许通过的电流小。4 4、电流表的三个参数、电流表的三个参数（1 1）满偏电流满偏电流: :电流表指针偏电流表指针偏转到最大刻度时的电流转到最大刻度时的电流IgIg（2 2）电流表的内阻电流表的内阻: :表头表头G G的的电阻电阻

4、RgRg（3 3）满偏电压满偏电压: :电流表电流表G G通过通过满偏电流时满偏电流时, ,加在它两端的电加在它两端的电压压UgUgUg=IgRgUg=IgRg（大约几欧到几十欧）（大约几欧到几十欧）（约几十微安到几毫安）（约几十微安到几毫安）（大约零点几伏）（大约零点几伏）3、电路图：、电路图：把两只相同的电流计如下图连接，拨动其中一指把两只相同的电流计如下图连接，拨动其中一指针判断另一指针摆动的方向正确的是：针判断另一指针摆动的方向正确的是：A、甲图中两指针方向相同、甲图中两指针方向相同 B、甲图中两指针方向相反、甲图中两指针方向相反C、乙图中两指针方向相同、乙图中两指针方向相同 D、乙图

5、中两指针方向相反、乙图中两指针方向相反+-+-图甲图甲+-+-图乙图乙答案：答案：B用右手定则判 用左手定则判用左手定则判 电流表可改装为安培表、伏特表、欧姆表电流表可改装为安培表、伏特表、欧姆表等。而改装时需先测出电流表的内阻等。而改装时需先测出电流表的内阻Rg现讨现讨论探究如下，供参考。论探究如下，供参考。（一）半偏法测电流计内阻（一）半偏法测电流计内阻 1.1.实验原理：干路总电流不变时，若两实验原理：干路总电流不变时，若两并联支路电流相等，则两支路电阻相等。并联支路电流相等，则两支路电阻相等。2.2.电路：电路：二、电流表的内阻测量二、电流表的内阻测量3、方法步骤：、方法步骤：4 4、

6、实验条件、实验条件: :12RR5.5.误差分析：误差分析：为方便分析电源内阻不计，由闭为方便分析电源内阻不计，由闭合电路欧姆定律，接通合电路欧姆定律，接通S1调调R2使使电流计満偏时有：电流计満偏时有： （1）合上合上K2调调R1使电流计半偏有使电流计半偏有 （2）由全电路欧姆定律：由全电路欧姆定律： （3）（1）、（）、（2）、（）、（3）联立解得：）联立解得： 可见用此法测出的值比电流计真实值小。可见用此法测出的值比电流计真实值小。 6.6.仪器选择仪器选择E当 越 大 越 小 ， 则 电 源 应 该 选 择 大 电 源1()ggERR I22()22gggRIIERIR122ggRIR

7、IR211222121gRRR RRRRRRf电路电路实验条件实验条件gRR 1VRR 实验步骤实验步骤S1S2R1R2GVRabSR0PrRREIIgg1gggIrRRRRREI221gRR 2VPaVPaRRRRR11002)(RRRRRRRRVPaVPa原原理理2RRg0RRV误差误差分析分析PaPaUUVRR 0S1S2R1R2GVRabSR0P（二）满偏法（二）满偏法如图如图2所示，首先闭合所示，首先闭合S1，调，调R1使电流表使电流表G满满偏，再闭合偏，再闭合S2，将，将R1的阻值减半，调的阻值减半，调R2的阻值的阻值使电流表指针仍然满偏，则由于电源内阻很小，使电流表指针仍然满偏，

8、则由于电源内阻很小，一般一般R1r，所以可以忽略，所以可以忽略,这时这时Rg=R2.该法该法由于忽略电源内阻由于忽略电源内阻,使测量值偏大使测量值偏大.但一般但一般R1r,因此该法误差较小因此该法误差较小,比较准确比较准确.（三）电流监控法（三）电流监控法实验中若不具备上述条件，可在电路中加装一监实验中若不具备上述条件，可在电路中加装一监控电流表控电流表G ，可用与被测电流表相同型号的电流，可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用表。电源可用1.5V干电池，干电池，R用阻值为用阻值为10K的滑的滑动变阻器，如图所示。实验中，先将断开动变阻器，如图所示。实验中，先将断开S2，接通，接通S1，调

9、节变阻器，调节变阻器R的值，使被测电流表的值，使被测电流表G指针满偏指针满偏，记下监控表，记下监控表G 的示值的示值 。再接通。再接通S2，反复调节，反复调节变阻器变阻器R和和R 电阻箱，使电阻箱，使G的指针恰好半偏，而的指针恰好半偏，而G 的示值不变。这时电阻箱的示值不变。这时电阻箱R 的示值的示值即可认为等于即可认为等于G的内阻的内阻rg。这样即。这样即可避免前法造成的系统误差。可避免前法造成的系统误差。GIgrGIGGGgIRIIr)(用图所示电路测量电流表用图所示电路测量电流表G的内阻，也可不用的内阻，也可不用半偏法。将开关半偏法。将开关S1、S2均接通，读出被测电流均接通，读出被测电

10、流表表G的示值的示值Ig、监控表、监控表G 的示值的示值 、电阻箱、电阻箱R 的示值，则可根据计算出电流表的示值，则可根据计算出电流表G的内阻。的内阻。（四）电阻替代法（四）电阻替代法如图如图3，此法多选用一个比电流表，此法多选用一个比电流表G量程大几倍量程大几倍的电流表的电流表A先闭合先闭合S和和S1，调节，调节R1使电流表使电流表A的的指针指一定电流然后断开指针指一定电流然后断开 S1，接通，接通S2调调R2使使电流表电流表A的指针仍然指电流，则的指针仍然指电流，则Rg=R2.该法操作方便，不需要任何该法操作方便，不需要任何计算，且精确度较高但需计算，且精确度较高但需要两个电表，且要两个电

11、表，且要求监测表要求监测表的示值要适当大一些，这样的示值要适当大一些，这样灵敏度较高，测量误差较小灵敏度较高，测量误差较小（五）电流差值法（五）电流差值法如图如图4所示，闭合电键调所示，闭合电键调R1和和R2的阻值，使电的阻值，使电流表流表G和和A的示数分别为的示数分别为I1和和I2，由串并联电路的，由串并联电路的知识可知知识可知I1Rg=(I2-I1)R2，整理得，整理得Rg= (I2-I1)R2/I1。此法操作简捷，误差小，计算此法操作简捷，误差小，计算也不复杂，是较好的方法之一也不复杂，是较好的方法之一（六）电流表并联法（六）电流表并联法如图如图5所示，把所示，把R1调到某一合适值，闭合

12、调到某一合适值，闭合S1与与S2， 测得电流表测得电流表G和和A的示数分别为的示数分别为I1 、I2；断开；断开S2，调，调R2的值，使的值，使G和和A的示数分别为的示数分别为I1 、I2 则则I1Rg =I2RA，I1 Rg = I2 ( R2+RA)，计算得，计算得Rg此法精确度较高，但计算此法精确度较高，但计算与线路连接较繁琐与线路连接较繁琐(七七)伏安法伏安法如图如图6所示，闭合电键所示，闭合电键S，调，调R1的值，计下的值，计下电流表的示数，电压表示数电流表的示数，电压表示数U则则Rg =U/I-R1此法操作方便，且学生对伏安法较为熟悉此法操作方便，且学生对伏安法较为熟悉，精度也较高

13、，是比较好的方法之一，精度也较高，是比较好的方法之一在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。阻器分压与限流的连接方式。【例例2】某电流表的内阻在某电流表的内阻在 0.1-0.2 之间，现之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：要测量其内阻，可选用的器材如下：A. 待测的电流表待

14、测的电流表A1（量程）（量程）0.6A；B. 电压表电压表V1（量程（量程3V，内阻约，内阻约2K）；）；C. 滑动变阻器滑动变阻器R1（最大电阻（最大电阻10）；）；D. 定值电阻定值电阻R2（阻值（阻值5）；）；E. 电源电源E（电动势（电动势4V）F. 电键电键S及导线若干。及导线若干。（1）画出实验电路图；（）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读）如测得电压表的读数为数为U，电流表的读数为，电流表的读数为I，则电流表，则电流表A1内阻的表内阻的表达式为：达式为：Rx=分析与解：许多考生读完此题，就知道实验原理是伏安法，分析与解：许多考生读完此题，就知道实验原理是伏安法，由于设计电路时

15、没有考虑电压表和电流表的量程，当然做由于设计电路时没有考虑电压表和电流表的量程，当然做不正确。少数考生想到电流表的内阻在不正确。少数考生想到电流表的内阻在0.1-0.1之间，量程之间，量程为为0.6A，电流表上的最大电压为，电流表上的最大电压为0.12v，因而电压表不能并，因而电压表不能并联在电流表的两端，由于缺乏创新意识，也做不正确。只联在电流表的两端，由于缺乏创新意识，也做不正确。只有极少数有有极少数有“加加R”法新理念的考生才能做正确，因为本题法新理念的考生才能做正确，因为本题必须将一个阻值为必须将一个阻值为5的定值电阻的定值电阻R2与电流表串联，再与电与电流表串联，再与电压表并联，才满

16、足要求；再者量程为压表并联，才满足要求；再者量程为3V的电压表其量程虽的电压表其量程虽然小于电源电动势（然小于电源电动势（4V），但可在电路中接入滑动变阻器），但可在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式进行保护；滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式。故本题设计阻器采用限流的连接方式。故本题设计电路图如图所示；电流表电路图如图所示；电流表A1内阻的表内阻的表达式为：达式为：2RIURA七、安、安法：七、安、安法：此法是利用一只内阻已知的此

17、法是利用一只内阻已知的电流表代替电压表（算电压）电流表代替电压表（算电压），此方法适用于电压表不能，此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。用或没有电压表等情形。如图所示将电流表并联在电流表的两端，利如图所示将电流表并联在电流表的两端，利用电流表测量电压；滑动变阻器采用分压接用电流表测量电压；滑动变阻器采用分压接法；调节滑动变阻器，测出几组法；调节滑动变阻器，测出几组I1、I2值，根值，根据公式据公式 算出待测电流表的内阻算出待测电流表的内阻r1。1221IrIr 【例例1】从下列器材中选出适当的实验器材，设计从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表一个电路来测量电流表A1

18、的内阻的内阻r1，要求方法简捷，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。有尽可能高的精确度，并测量多组数据。（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。）画出实验电路图：标明所用器材的代号。（2）若选取测量中的一组数据来计算）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用，则所用的表达式的表达式r1=_，式中各符号的意义，式中各符号的意义是：是： 。器材（代号）与规格如下：。器材（代号）与规格如下：电流表电流表A1，量程，量程10mA，内阻待测（约，内阻待测（约40）；）；电流表电流表A2，量程，量程500 A，内阻，内阻r2=750；电压表电压表V，量程，量程10V，内阻电阻，内阻电阻r2

19、=10K，电阻电阻R1阻值约为阻值约为100；滑动变阻器滑动变阻器R2，总阻值约，总阻值约50；电池电池E，电动势，电动势1.5V内阻很小：内阻很小：电键电键K，导线若干。，导线若干。分析与解：大多数考生看到此题，第一感觉考虑的就是分析与解：大多数考生看到此题，第一感觉考虑的就是伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数考生想到要满足数考生想到要满足“有尽可能高的精确度有尽可能高的精确度”的条件，认的条件，认为电压为电压U的测定，不能选量程是的测定，不能选量程是10V的电压表。因为电的电压表。因为电流表两端允许施加的最大电压约为流表两端允

20、许施加的最大电压约为0.4V，因而电压表不，因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，能准确测出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，想不出其他方法，也做不正确。只有极少数有想不出其他方法，也做不正确。只有极少数有“安安安安”法新思路的考生才能做正确。法新思路的考生才能做正确。答案：将电流表答案：将电流表A2并联在电流表并联在电流表A1的两端，利用电流表的两端，利用电流表测量电压；要满足测量电压；要满足“多测几组数据多测几组数据”，滑动变阻器，滑动变阻器R2采采用分压接法；实验电路如图所示，用分压接法；实验电路如图所示，其表达式其表达式 ，式中，式中I1、I2、r1、r2

21、分别表示通过电流表分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。的电流和它们的内阻。1221IrIr 三、电流表的改装三、电流表的改装(1)、把灵敏电流计改为电压表、把灵敏电流计改为电压表1、电路图、电路图GIgRgUgURRVIgIgURV3、电压表的内阻：、电压表的内阻： 2、分压电阻计算：、分压电阻计算：根据串联电路的特点根据串联电路的特点 ：ggggUUUIRR解得：解得：gg()(1)ggUURRnRUvgRRR4、校验电路：、校验电路： 例例1:1:有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把它改装为量程

22、为要把它改装为量程为0 03V3V的电压表，要的电压表，要 联多大的电阻？联多大的电阻？改装改装后的电压表内阻多大？后的电压表内阻多大？IgRgRUUgURVU串串（2）、把灵敏电流计）、把灵敏电流计G改为电流表改为电流表AGIgRgIRRAUI IRA1、电路图、电路图3、电流表的内阻：、电流表的内阻：2、分流电阻计算：、分流电阻计算：gAgR RRRR根据并联电路的特点根据并联电路的特点g()gggUI RIIR解得解得;1ggggI RRRIIn4、校验电路：、校验电路：GA 例例2.2.有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=

23、1mA=1mA。要把。要把UIRgIgIRRAUI把它改装为量程为把它改装为量程为0 00.6A0.6A的电流表，要的电流表，要 联多大的电阻？联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？改装后的电流表内阻多大？并并（3）电流表和电压表的读数方法：电流表和电压表的读数方法：012301230510151.1.若要将电流表若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为U Ug g的的n n倍的电压表倍的电压表V V，需要串联电阻的阻值为，需要串联电阻的阻值为2.2.若要将电流表若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为I Ig g的的n n倍的电流表倍的电流表A A，需要并联的电阻的阻值，

24、需要并联的电阻的阻值为为小小 结结gRnR) 1( 1nRRg16、(2013年海南物理年海南物理) 某同学将量程为某同学将量程为200A、内阻为、内阻为500的表头的表头A改装成量程为改装成量程为1mA和和10mA的双量程电流表，的双量程电流表，设计电路如图（设计电路如图（a）所示。定值电阻）所示。定值电阻R1=500，R2和和R3的值的值待定，待定，S为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：为接线柱。回答下列问题：（1）按图（）按图（a）在图（）在图（b）中将实物连线；）中将实物连线；（2）表笔）表笔a的颜色为的颜色为 色（填色（填“红红”或或“黑黑”） SR3R23

25、-+A表笔a图b表笔bR1AB图c黑黑（4）由（）由（3）问的分析，结合欧姆定律可知开关）问的分析，结合欧姆定律可知开关S置于置于“1”挡时，有挡时，有 ，开关，开关S置于置于“2”挡时，挡时， ，代入已知数据可，代入已知数据可得得R2=225 R3=25.0 （3）将开关）将开关S置于置于“1”挡时，量程为挡时，量程为 mA；（4）定值电阻的阻值）定值电阻的阻值R2= ，R3= 。（结。（结果取果取3位有效数字）位有效数字） 1213+=gggIRRRIIR（）（ - ）1223(+)=+gggIRRIIRR（- ） ()（3）将开关）将开关S置于置于“1”挡时，表头跟挡时，表头跟R1、R2

26、串联后再跟串联后再跟R3并联，将开关并联，将开关S置于置于“2”挡时，挡时，表头跟表头跟R1串联后再跟串联后再跟R2、R3并联，故前者并联，故前者的量程较大，故开关的量程较大，故开关S置于置于“1”挡时，量程挡时，量程为为I1=10mA. （5）利用改装的电流表进行某次测量时，）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于置于“2”挡，表头指示如图（挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流）所示，则所测量电流的值为的值为 mA（5）S置于置于“2”挡时，量程为挡时，量程为1mA，表头示数为，表头示数为156A ，故所测量电流的值为，故所测量电流的值为 mA =0.780mA.156200113（20

27、122012海南卷）海南卷）.图图1是改装并校准电流表的电路图，是改装并校准电流表的电路图，已知表头已知表头a的量程为的量程为Ig=600 内阻为内阻为Rg，A是标准是标准电流表，要求改装后的电流表量程为电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完。完成下列填空。成下列填空。（1）图）图1中分流电阻中分流电阻Rp的阻值为的阻值为_。（2）在电表改装成后的某次校准测量中，）在电表改装成后的某次校准测量中，a表的示数表的示数如图所是，由此读出流过如图所是，由此读出流过a电流表的电流为电流表的电流为_mA。此时流过分流电阻此时流过分流电阻R跑的电流为跑的电流为_mA（保留（保留一位小数）一位小数

28、）9 9gR (2)49.5、 49.0（3）（2012天津卷）天津卷）某同学在进行扩大电某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻，他设计了一个用标准电流表电流和内阻，他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表来校对待测电流表G2的满偏电流和测定的满偏电流和测定G2内内阻的电路，如图所示，已知阻的电路，如图所示，已知G1的量程略大于的量程略大于G2的量程，图中的量程，图中R1为滑动变阻器，为滑动变阻器，R2为电阻为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验。箱，该同学顺利完成了这个实验。实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依实验过程包含以下

29、步骤，其合理的顺序依次为次为 （填步骤的字母代号）（填步骤的字母代号）A合上开关合上开关S2B分别将分别将R1和和R2的阻值调至最大的阻值调至最大C记下记下R2的最终读数的最终读数D反复调节反复调节R1和和R2的阻值，使的阻值，使G1的示数仍为的示数仍为I1，使，使G2的的指针偏转到满刻度的一半，此时指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为的最终读数为rE合上开关合上开关S1F调节调节R1使使G2的指针偏转到满刻度，此时的指针偏转到满刻度，此时G1的示数仍的示数仍为为I1，记下此时，记下此时G1的示数的示数仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻

30、的内阻的测量值与真实值相测量值与真实值相比比 （填（填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相等相等”）若要将若要将G2的量程扩大为的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻上并联的分流电阻Rs的表达式，的表达式，Rs= B、E、F、A、D、C。相等相等rIIIRS119（3）解析：在组装实验时正确操作是将所有开关断）解析：在组装实验时正确操作是将所有开关断开，将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大，然后闭合电源开，将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大，然后闭合电源控制开关控制开关S1，就可以校对待测表，就可以校对待测表G2，由于

31、标准表和待测表串，由于标准表和待测表串联流过的电流相等，这时就可以调节联流过的电流相等，这时就可以调节R1由小到大改变电流对由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对，直到待测表满偏。校对完成后闭合待测表的刻度逐个校对，直到待测表满偏。校对完成后闭合开关开关S2构成半偏法测量表头构成半偏法测量表头G2内阻的电路，在没有内阻的电路，在没有G1的情况的情况下只调节下只调节R2使待测表半偏，则表头内阻等于使待测表半偏，则表头内阻等于R2此时的读数，此时的读数，这种做法会造成这种做法会造成G1的示数增大（原理上是不变），误差大。的示数增大（原理上是不变），误差大。由于有由于有G1可以方便观察干路电流的变化

32、，所以操作为闭合开可以方便观察干路电流的变化，所以操作为闭合开关关S2反复调节反复调节R1和和R2使标准表达到待测表满偏时的电流值，使标准表达到待测表满偏时的电流值，同时使待测表半偏，则表头内阻等于同时使待测表半偏，则表头内阻等于R2此时的读数。正确顺此时的读数。正确顺序为序为B、E、F、A、D、C。解析：由于解析：由于G1测量了干路电流，测量了干路电流，G2测量测量了支路电流，另一直流电流是两表示数之差了支路电流，另一直流电流是两表示数之差，然后根据并联电路电流电阻成反比准确计，然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算。答案算。答案”相等相等”。解析：扩大电流表的量程需要并联一个电解析：扩大电

33、流表的量程需要并联一个电阻根据并联关系有，阻根据并联关系有， 则则SRIIrI)(11rIIIRS11，则例：例：【20042004全国春招全国春招】把电流表改装为电压表的实验中给出的把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：器材有：电流表（量程电流表（量程0-300A0-300A） 标准伏特表（量程标准伏特表（量程0-3V0-3V）电阻箱（电阻箱（0-99990-9999） 电位器（电位器（0-100k0-100k）电源（电动势电源（电动势2V2V） 电源（电动势电源（电动势6V6V）滑动变阻器（滑动变阻器（0-500-50，额定电流，额定电流1.5A1.5A）电键两只，导线若干）电键两只，

34、导线若干用半偏法测定电流表的内阻。采用右图用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表电路测定电流表GG的内阻。要想得到较高的的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R R1 1应选用应选用_，可变电阻，可变电阻R R2 2应选用应选用_，电源电源E E应选用应选用_。实验操作的步骤有：实验操作的步骤有：A A合上合上K K1 1 B B合上合上K K2 2 C C观察观察R R1 1的阻值是否最的阻值是否最大，如果不是，将大，如果不是，将R R1 1的阻值调至最大的阻值调至最大 D D调节调节R R1 1的阻值，使电流表指针的阻值，使

35、电流表指针偏转到满刻度偏转到满刻度 E E调节调节R R2 2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F F记下记下R R2 2的阻值。的阻值。 把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：上空白处： _ _ _ C A D B E FC A D B E F如果要将图中的电流表如果要将图中的电流表GG改装为量程为改装为量程为0-3V0-3V的伏特表，方法是给电的伏特表，方法是给电流表流表_联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为_。串串95009500如果在步骤如果在步骤F

36、F中所得的中所得的R R2 2的阻值为的阻值为500500，则中被测电流表，则中被测电流表GG的内阻的内阻RgRg的测量值为的测量值为_ _ _ 。500500下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V0-3V每每0.5V0.5V刻度刻度进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连进行一次校对）；然后在

37、图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。接成实验电路。如果要将图中的电流表如果要将图中的电流表GG改装为量程为改装为量程为0-3V0-3V的伏特表，方法是给电的伏特表，方法是给电流表流表_联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为_。下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V0-3

38、V每每0.5V0.5V刻度刻度进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。接成实验电路。串串95009500【变式训练变式训练】 一个损坏了的量程为一个损坏了的量程为5V的电压表，修复后进的电压表，修复后进行校验。先行校验。先a图线路连接，调图线路连接，调R校验表满刻度时标校验表满刻度时标准表读数为准表读数为4.5V。再按图。再按图b连接，给校验表串联连接，给校验表串联一个一个2.7K的电阻，调的电阻，调R校验表满刻度时标准表校验表满刻度时标准表读数为读数为9V。问：该表是否算修好了？还应采取什么措施？问：该

39、表是否算修好了？还应采取什么措施？VV0R图aVV0R=2.7KR图b【点拨点拨】校验表满刻度时，标准表校验表满刻度时，标准表4.5V而不而不是是5V。表明该表没有修好，它只是一个。表明该表没有修好，它只是一个4.5V量程的电压表。要采取的措施就是把它的量量程的电压表。要采取的措施就是把它的量程由程由4.5V扩大到扩大到5V，为此需知校验表的内阻，为此需知校验表的内阻Rg 。由。由b图知图知Rg=R1=2.7K 设给校验表还需串联一个电阻设给校验表还需串联一个电阻R分分，量程才能，量程才能扩大为扩大为5V 则则 得得4.554.5gRR分13009gRR分v 1表盘：表盘：v多用电表可以用来测

40、量多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量且每一种测量都有几个量程外形见图程外形见图771，上，上半部为表头，表盘上有电半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种开关，它的四周刻有各种测量项目和量程另外，测量项目和量程另外，还有欧姆表的调零旋钮，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试笔的机械调零旋钮和测试笔的插孔插孔 三、把电流表改装为多用表三、把电流表改装为多用表图(a)v2内部结构：多用电表是由一个小量程的电流内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若

41、干元件组成的，每进行一种测量时，只使表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用将多用用其中一部分电路，其他部分不起作用将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通通 GAV红红黑黑6B1AG2345ASEE1、开关、开关S 调到哪两个调到哪两个 位置上多用电表测位置上多用电表测 量的是量的是？2、调到哪两个位置上、调到哪两个位置上 测量的是测量的是？3

42、、调到哪两位置上、调到哪两位置上 测量的是测量的是？4、两个位置中哪个位、两个位置中哪个位 置测量的置测量的？5 5、测电阻、直流电、测电阻、直流电 流、直流电压时，流、直流电压时， 电流流经红、黑表电流流经红、黑表 笔有什么共同特笔有什么共同特 点？点？ +_+_电流均从电流均从流入多用电表！流入多用电表！R1G R21mA10mA12R1GR26R3R452.5V10VR1GR243RR1103、欧姆表原理、欧姆表原理（1）欧姆表原理）欧姆表原理三个基准点三个基准点万用表欧姆档原理如图所示。设万用表欧姆档原理如图所示。设欧姆表总电阻为欧姆表总电阻为 当待测电阻为当待测电阻为Rx时根据闭合电

43、路时根据闭合电路欧姆定律欧姆定律Ix按双曲线规律变化，因此欧按双曲线规律变化，因此欧姆表刻度不均匀。姆表刻度不均匀。当当Rx=0时时; 指针満偏，停在指针満偏，停在0刻度：刻度：当当Rx=时：时： 指针不动，停在指针不动，停在刻度：刻度：当当Rx=RZ时：时： 指针半偏，停在指针半偏，停在RZ刻度：刻度：0ZgRRRr0 xgxZxIRRrRRR xgZIIR0 xI 122xgZIIRRxr+_IgRgR0G+-（2）中值电阻的计算方法。）中值电阻的计算方法。当用当用R1档时：档时： ，即表面中心的刻度；，即表面中心的刻度；当用当用Rn档时档时:（3）Rx、Ix和和?x（指针偏转角）的比例关

44、系（指针偏转角）的比例关系根据根据 有有式中式中?m为指针满偏角。为指针满偏角。ZgRIZnZRnR1IRxxZxgZxIRIRRRErRREIgg)(RREIxg2v多用电表的特点多用电表的特点v(1)电阻零刻度在刻度盘的最右端，即与电流的最大电阻零刻度在刻度盘的最右端，即与电流的最大刻度重合；电阻无限大，刻度与最左端的电流零刻度刻度重合；电阻无限大，刻度与最左端的电流零刻度重合重合v(2)欧姆表的刻度不均匀欧姆表的刻度不均匀v(3)欧姆挡选倍率欧姆挡选倍率v在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏小

45、倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧侧“”处处)v(4)欧姆表的读数待测电阻的阻值应为表盘读数乘以欧姆表的读数待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率为了减小读数误差，指针应指表盘倍率为了减小读数误差，指针应指表盘 到到 的部的部分，即中央刻度附近分，即中央刻度附近特别提醒特别提醒例题例题;如图为将量程如图为将量程3mA的电流表，改装成欧的电流表，改装成欧姆表的示意图，电池电动势姆表的示意图，电池电动势=1.5V。若改装。若改装后将后将3mA处的刻度定为零刻度，处的刻度定为零刻度，2mA和和1m

46、A处应该标多少欧姆？处应该标多少欧姆？0123mAR0解：欧姆表的内阻，即解：欧姆表的内阻，即中值电阻为中值电阻为根据在根据在一定时一定时 有有所以在所以在1mA处应标处应标 R1=2RZ=1000在在2mA处应标处应标 R2=（1/2）RZ=25031.55003 10ZgRI1IR11133gZZgIRRRI22233gZZgIRRRI图图2为万用表欧姆表原理图。电流为万用表欧姆表原理图。电流Ig=300 A,rg=100,调零电阻最大调零电阻最大R=50K,串联的固定电阻串联的固定电阻R0=50，电池电动势，电池电动势=1.5V。如果用它测电。如果用它测电阻，能正确测量的阻值范围是哪一个

47、？阻，能正确测量的阻值范围是哪一个？ A、30K80K; B、3K8K; C、300800； D、3080.rgRR0Rx解：欧姆表刻度不均匀解：欧姆表刻度不均匀;在在“”刻度附近，刻刻度附近，刻度线太密在零刻度附近，刻度线太稀；在中间度线太密在零刻度附近，刻度线太稀；在中间刻度附近，刻度线疏密适中。所以为了减少读刻度附近，刻度线疏密适中。所以为了减少读数误差，可通过换挡的方法，尽可能使指针停数误差，可通过换挡的方法，尽可能使指针停在中值电阻附近。一般，中值电阻为在中值电阻附近。一般，中值电阻为RZ的档，的档，其准确测量范围可以表示为其准确测量范围可以表示为根据根据则准确测量范围为则准确测量范

48、围为Rx=0.5K50K所以，应所以，应选答案（选答案（B）。）。0.110 xZZRRR61.55000300 10ZgRIv【例例1】 一一学生使用多用电表测电阻，他在实验中学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规定之处，他的主要实验步骤如下：有违反使用规定之处，他的主要实验步骤如下：vA把选择开关置于把选择开关置于“1”欧姆挡；欧姆挡；vB把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；vC把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这

49、时指针偏转角度较小；发现这时指针偏转角度较小；vD换用换用“100”挡，发现这时指针偏转适中，挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；随即记下电阻值； vE把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕这个学生已经注意到在测量时待测原处，实验完毕这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆这个学生在实验中哪一个或哪些步骤杆这个学生在实验中哪一个或哪些步骤 违反了使用违反了使用规定？规定？v解析：解析：在在D步骤中，没有进行欧姆挡的调零就进行步骤中，没有进行欧姆挡的调

50、零就进行测量了，应该先调零再测电阻；在实验结束时，即在测量了，应该先调零再测电阻；在实验结束时，即在步骤步骤E中应该将选择开关置于中应该将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡或交流电压最高挡挡v答案：答案：D、E两两个步骤中存在错误个步骤中存在错误以题说法以题说法v11多用电表表头的示意图如图多用电表表头的示意图如图774所示在正确操作的情况所示在正确操作的情况下：下：v(1)若选择开关的位置如灰箭头所若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是示，则测量的物理量是_，测量结果为测量结果为_v(2)若选择开关的位置如白箭头所若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是示，则测量的物理量是_

51、，测量结果为测量结果为_v(3)若选择开关的位置如黑箭头所若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是示，则测量的物理量是_，测量结果为测量结果为_变式训练变式训练直流电压直流电压1.24 V直流电流直流电流49 mA电阻电阻1.7 kv(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：骤应该依次为：_，_，_.v(5)全部测量结束后，应该选择开关拨到全部测量结束后，应该选择开关拨到_或者或者_v(6)无论用多用电表进行何种测量无论用多用电表进行何种测量(

52、限于直流限于直流)，电流，电流都应该从都应该从_色表笔经色表笔经_插孔流入电插孔流入电表表改用改用1 k倍率倍率重新欧姆调零重新欧姆调零测量、读数测量、读数OFF挡挡交流电压最高挡交流电压最高挡红红正正v【例例2】在在如图如图775所示的电路中，闭合开关所示的电路中，闭合开关时，小电珠不亮，已经确定是小电珠断路或短路时，小电珠不亮，已经确定是小电珠断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，开关可闭合，可断开可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查流电流挡和欧姆挡分别对故障电路

53、作了如下检查并作出判断并作出判断(如表所示如表所示)： 次序次序操作步骤操作步骤现象和结论现象和结论1闭合开关，选直流电压挡，闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接红、黑表笔分别接a、b指针偏转，小电珠断路；指指针偏转，小电珠断路；指针不偏转，小电珠短路针不偏转，小电珠短路2闭合开关，选直流电流挡，闭合开关，选直流电流挡，红、黑表笔分别接红、黑表笔分别接a、b指针偏转，小电珠断路；指指针偏转，小电珠断路；指针不偏转，小电珠短路针不偏转，小电珠短路3闭合开关，选欧姆挡，红、闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接黑表笔分别接a、b指针不偏转，小电珠断路；指针不偏转，小电珠断路；指针偏转，小电珠短路

54、指针偏转，小电珠短路4断开开关，选欧姆挡，红、断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接黑表笔分别接a、b指针不偏转，小电珠断路；指针不偏转，小电珠断路；指针偏转最大，小电珠短路指针偏转最大，小电珠短路以上操作和判断正确的是以上操作和判断正确的是()A1 B2 C3 D4 v解析：解析：选直流电压挡时，若指针偏转，说明选直流电压挡时，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好，而两点有电压，其他地方完好，而a、b之间断路；若之间断路；若指针不偏转，说明指针不偏转，说明ab，a、b之间必短路，故之间必短路，故1对；对；选直流电流挡时，指针偏转说明有电流流过表头，选直流电流挡时，指针偏转说明有电流流

55、过表头，而小电珠不亮，则小电珠必断路；若不偏转，则而小电珠不亮，则小电珠必断路；若不偏转，则ab，则小电珠必短路，则小电珠必短路，2对；选欧姆挡时，必须将对；选欧姆挡时，必须将外电路的电源断开，故外电路的电源断开，故3错错4对对v答案：答案：ABD v【例例3】 如如图图776所示，已知黑箱外有所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上用多用极管，它们的两端都直接接在接线柱上用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如表所电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如表所示请判定黑箱内的结构示请判定黑箱内的

56、结构 红表笔红表笔AABCCB黑表笔黑表笔BCCBAA阻值阻值()100150502 k2.1 k100v解析：解析：此题考查用多用电表判定黑箱内的电路结此题考查用多用电表判定黑箱内的电路结构，考查学生对二极管特性的掌握情况，考查推理构，考查学生对二极管特性的掌握情况，考查推理能力定值电阻阻值与电流方向无关二极管有单能力定值电阻阻值与电流方向无关二极管有单向导电性，其电阻与电流方向有关，其正向电阻较向导电性，其电阻与电流方向有关，其正向电阻较小，反向电阻很大电流方向总是从红表笔流入多小，反向电阻很大电流方向总是从红表笔流入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的用电表，因此一定是从黑表笔流入

57、被测电路的vA、B间电阻与电流方向无关，因此一定是定值电间电阻与电流方向无关，因此一定是定值电阻；阻；B、C间电阻与电流方向有关，且阻值比间电阻与电流方向有关，且阻值比A、C间的相应阻值小，说明二极管一定直接接在间的相应阻值小，说明二极管一定直接接在B、C间间且且C为正极为正极v答案：答案：黑黑箱内结构如图所示箱内结构如图所示 ?0U0RRCR ?0R?R?CR（2013全国新课标全国新课标I）(8分分)某学生实验小组利用图某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻表内电池的电动势和电阻“lk”挡内部电路的总电挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用

58、电表电压表：量程阻。使用的器材有：多用电表电压表：量程5V，内，内阻十几千欧。滑动变阻器：最大阻值阻十几千欧。滑动变阻器：最大阻值5k导线若干。导线若干。 回答下列问题：回答下列问题：（1）将多用电表挡位调到电阻）将多用电表挡位调到电阻“lk”挡再将红表笔和黑表笔挡再将红表笔和黑表笔 ，调零点。，调零点。答案：短接答案：短接解析：欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆解析：欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。 (2)将图将图(

59、a)中多用电表的红表笔和中多用电表的红表笔和 (填填“l”或或“2”)端相端相连，连，黑表笔连接另一端。黑表笔连接另一端。 解析：对于多用电表欧姆档，其电流从黑表笔流解析：对于多用电表欧姆档，其电流从黑表笔流出，从红表笔流入，而电压表则要求电流从出，从红表笔流入，而电压表则要求电流从“+”接接线柱流入，因此红表笔应和线柱流入，因此红表笔应和“1”端相连。端相连。（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数）所示，这时电压表的示数如图（如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为）所示。多用电表和电

60、压表的读数分别为 k和和 V V答案：答案：15.0 3.60解析：解析：多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻乘以倍率，电阻“lk”读第一排，读数为读第一排，读数为15.01K=15.0k;直流电压直流电压5V，最小分度为，最小分度为0.1V,估读到分度值下一位，读数为估读到分度值下一位，读数为3.60V。 (4)调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数为零，此时多用电表和电压表的读数分别为分别为12.0 k和和4 .00V 。从测量。从测量数据可知，电压表的内阻为数据可知，电