电流表电压表

1、电流表电压表第川单元电表电阻的测量巩固基础一、电表的改装(一) 电流表 G 改装成电压表1. 原理:电流表(表头)串联一个较大的电阻 .2. 串联电阻的阻值 :设表头的满偏电流为 I g ,内阻为 R g ,满偏电压为 U g , 若改装后的量程为 U , 根据串联电路的特点 ,则串联的电阻为 R=g g I U U -=g I U -R g .3. 改装后的电压表内阻 R V =R g +R=g I U(二) 电流表 G 改装成大量程的电流表1. 原理:电流表(表头)并联一个小电阻 .2. 并联电阻的阻值表头的满偏电流为 I g ,内阻为 R g ,满偏电压为 U g , 改装后的量程为 I

2、 ,根据并 联电路的特点，有:R (l-l g )=1 g R g =U g , 则并联的电阻为 R=g gI I U -.3. 改装后的电流表内阻 R A =g gRR RR +. 二、伏安法测电阻1. 原理:伏安法测电阻的原理是欧姆定律 ,只要测出通过待测电阻的电流和两端 的电压 ,然后根据 R=U/l 就可得到待测电阻的阻值 .2. 电路:测量电路有电流表外接法图 10-3-1(a ) 和电流表内接法图 10-3- 1(b ) 两种选择 .图 10-3-1(1) 当用电流表外接法时 ,电阻测量值小于真实值 ;当用电流表内接法时 ,电阻测量 值大于真实值 .（2）若待测电阻 R x 远小于

3、电压表的内阻 ,即待测电阻 R x 为小电阻时 ,宜采用电 流表外接法 ;若待测电阻 R x 远大于电流表的内阻 ,即待测电阻 R x 为大电阻时 ,宜采用电流 表内接法 .三、多用电表的使用1. 多用电表是可测电压、电流、电阻等物理量的仪器 .2. （1）多用电表在进行测量之前 ,应先使红、黑表笔分别插在“-”插+孔、内 ,若指针没有指在左端零刻度处 ,还应用螺丝刀使指针指在左端零刻度处 （机械调零 ）.（2）用多用电表测电压 （或电流）时,应把选择开关旋到电压挡 （或电流挡 ）,并选好 量程,然后使红、黑表笔与有关用电器并联 （测电压 ）或串联（测电流 ）.（3）用多用电表测电阻时 ,应把

4、选择开关旋到欧姆挡 ,测量电阻前 ,应先调零 ,再进 行测量 .调零的方法是使红、黑表笔直接接在一起 ,调整调零旋纽 ,使指针指到表盘最 右端电阻零刻度处 .若需要换量程进行测量 ,则也要先调零再测量 .把握要点考点一 电表的改装实验室和生产生活中使用的电压表和电流表 ,都是由小量程的电流表 （表头 ）改装 而成.由于表头的内阻 R g 和满偏电流 I g 都很小,所以用表头直接测电压或电流的 话,所能测的电压或电流都很小 .这样需把电流表 G 改装成能测较大电压和电流的电表 .（1）电流表 G 改装成电压表 .根据串联电路的分压原理 ,当表头串联一个较大的 电阻时,就能把表头改装成测较大电压

5、的电压表 .当改装成量程为 U 的电压表时 ,根 据串联电路的特点 ,串联的电阻所分的电压为 U-U g , 由于 U g 很小,那么改装后的 量程 U 越大 ,串联的电阻所分的电压也越大 .串联的电阻阻值为 R=ggI U U -=g I U -R g , 由于满偏电流 I g 和满偏电压U g 很小 ,所以需串联一个大电阻 ,且改装后的量程越大 ,需串联的电阻也越大 .改 装后的电压表内阻应是表头的内阻与所串联的电阻的阻值之和,即 R V =R g +R , 当然也满足 R V =g I U(2)电流表 G 改装成大量程的电流表 .根据并联电路的分流原理 ,当表头并联一 个较小的电阻时 ,

6、就能把表头改装成测较大电流的电流表 .当改装成量程为 I 的电流 表时,根据并联电路的特点 ,并联的电阻所分的电流为 I-I g , 由于 I g 很小,那么改装 后的量程 I 越大 ,并联的电阻所分的电流也越大 .并联的电阻阻值为 R=g gI I U -. 由于满偏电流 I g 和满偏电压 U g 很小 ,所以需并联一个小电阻 ,且改装 后的量程 I 越大 ,需并联的电阻越小 .改装后的电流表内阻应是表头的内阻与所并联的电阻的总电阻 ,即 R A =g gRR RR +. 由于并联电路的总电阻比任何一个电阻都小 ,则改装后的电流表内阻 R A 小于 R g .而 R g 很小,所以改装后的

7、电流表内阻 R A 相当小,这就是实验室中使 用的电流表的内阻为什么一般都是很小的原因 . 考点二 伏安法测电阻 伏安法测电阻有电流表外接法图 10-3-2(a ) 和电流表内接法图 10-3- 2(b ) 两种选择 .两种电路测量电阻都有误差 .图 10-3-2当用电流表外接法时如图 (a ) ,电压表测量值等于待测电阻的电压真实值 ,电 流表测量值实际上是待测电阻中的电流和电压表的电流之和,这样电流表测量值大于待测电阻中的真实电流 .根据 R=U/I 可知 ,电流表外接法时 ,电阻测量值小于真实 值.当用电流表内接法时 ,电流表测量值等于待测电阻的电流真实值 ,而电压表测量 值实际上是待测

8、电阻中的电压和电流表的电压之和 ,这样电压表测量值大于待测电 阻的真实电压 .根据 R=U/I 可知 ,用电流表内接法时 ,电阻测量值大于真实值 .由于两种电路测量都有系统误差 ,所以电路选择的原则应当是选择测量误差较 小的电路 .一般的,若待测电阻 R x 远小于电压表的内阻 ,即待测电阻 R x 为小电阻时 , 宜采用电流表外接法 ;若待测电阻 R x 远大于电流表的内阻 ,即待测电阻 R x 为大电 阻时 ,宜采用电流表内接法 .图 10-3-3当被测电阻的阻值不能估计时 ,可采用试接的方法 .如图 10-3-3 所示 ,让电压表 一端接在电路的 a 点上 ,另一端先后接到 b 点和 c

9、 点,注意观察两个电表的示数变化 当电压表一端接在 a 点 ,另一端先后接到 b 点和 c 点时,若电流表读数有显着变化 , 说明电压表的分流作用较大 ,即待测电阻阻值跟电压表内阻可比拟 ,故电压表应接在 a 、 c 之间 .若电压表读数有显着变化 ,说明电流表的分压作用较大 ,即待测电阻阻值 跟电流表内阻可比拟 ,故电压表应接在 a、b 之间 . 考点三多用电表的使用 多用电表是可测电压、电流、电阻等物理量的仪器 .在使用多用电表进行测量 之前,应先使红、黑表笔分别插在“-”插+孔、内 ,若指针没有指在左端零刻度处 ,还应用螺丝刀使指针指在左端零刻度处 （机械调零 ）.用多用电表测电压 （或

10、电流）时,应把 选择开关旋到电压挡 （或电流挡）,并选好量程 ,然后使红、黑表笔与有关用电器并联 （测电压）或串联（测电流 ）.特别要注意 ,用多用电表测电阻时 ,应把选择开关旋到欧姆挡 ,测量电阻前 ,应先调 零 ,再进行测量 .调零的方法是使红、黑表笔直接接在一起 ,调整调零旋钮 ,使指针指到 表盘最右端电阻零刻度处 .若需要换量程进行测量 ,则也要先调零再测量 .因为欧姆挡的刻度是不均匀的 （从右到左刻度越来越密 ）,所以使用欧姆表测量电 阻时 ,不是指针偏转越大越准确 ,当然也不是指针偏转越小越准确 .事实上当指针偏转 太大或太小时 ,误差均较大 ,当指针在中值电阻 （即欧姆表刻度盘的

11、中心电阻值 ）附近 时,误差较小.使用多用电表的欧姆挡测电阻 ,应本着以下几个原则 :（1）恰当选择量程 , 使读数尽可能在表盘的中央 ,减小读数误差 .（2）调零 ,且每换一次挡位应重新调零 .（3） 测量完毕后 ,应把旋钮旋至交流电压最高挡或 OFF 挡.训练思维【例 1 】两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的,它们的量程分别是5 V、15 V,为了测量15 20 V的电压，把甲、乙两个电压表串联使用，则两表的（）A. 读数相同B. 指针偏转角度相同C. 读数正比于表的内阻D. 指针偏转角度正比于表的内阻解析:两电压表是由同一个电流表 （表头）改装而成的 ,表头的内阻没有变化 ,其

12、量 程也没有变化 ,两电压表由于通过的电流相同 ,所以两表指针偏转角度相同 ;而改装后 的电压表的内阻不同 ,它们又串联在电路中 ,根据串联电路的分压原理 ,两表的读数正 比于表的内阻答案:BD点评:电压表指针偏转角度由电流决定 ,读数由它所测的实际电压决定 .【例 2】如图 10-3-4 所示,用小量程电流表与一电阻 R 并联改装为电流表 ,在 检测新制成的电流表时 ,发现它的示数总比准确值小一些或稍大一些 .那么应分别采 取下列哪种措施来加以修正 ()图 10-3-4A. 如果示数稍小，可在R上串联一个比R小得多的电阻B. 如果示数稍小，可在R上并联一个比R大得多的电阻C. 如果示数稍大，

13、可在R上串联一个比R小得多的电阻D. 如果示数稍大，可在R上并联一个比R大得多的电阻解析:示数稍小,说明通过表头的电流I g偏小,只有减小通过R的电流I R才行, 这样必使R增大，而R的增大只能串联电阻，又因为电流只能发生稍许变化 所以只 能串联一个阻值比R小得多的电阻.示数稍大，说明通过表头的电流I g偏大,只有增 大通过R的电流I R才行，这样必使R减小，而R的减小只能并联电阻，又因为电流只 能发生稍许变化 ,所以只能并联一个阻值比 R 大得多的电阻 .答案:AD点评:正确理解电流表的改装原理是解决本题的关键 .【例3】欲用伏安法测定一段阻值为5 Q左右的金属导线的电阻，要求测量结 果尽量

14、准确 ,备有以下器材 :A. 电池组(3 V、1 Q)B. 电流表(0 3 A、5 Q)C. 电流表(0 A、Q)D. 电压表(0 3 V、3 k Q)E. 电压表(0 15 V、15 k Q)F. 滑动变阻器(0 20 Q、A)G. 滑动变阻器(0 200 Q、A)H. 开关、导线(1) 上述器材中应选用的是 ;(2) 实验电路应采用电流表 接_ 法(填“内”或“外”);(3) 画出实验电路图 ;(4) 设实验中电流表和电压表的某组示数如图10-3-5 所示,图中I=A,U=V.图 10-3-5解析:电源电动势3 V,内阻1 Q ,待测电阻约为Q ,直接接在电源两极电流约为 A,滑动变阻器串

15、联接入电路中后电流会变小，所以电流表量程选0 A即可,这样电 流表选C.由于电源电动势为3 V,所以电压表量程满足0 3 V即可,这样电压表选 D.选用滑动变阻器G时最大电流超过A会烧毁,所以不能用，必须选滑动变阻器F.电压表D的内阻R V为3 k Q ,电流表内阻g为Q ,而待测电阻约为5 Q ,这样 电压表 D 的内阻远大于待测电阻 ,所以选用电流表外接法时相对误差较小 .答案:(1)A、C、D、F、H(2)外(3) 如图 10-3-6;图 10-3-6(4) V点评:电表的选择既要考虑不超过量程 ,又要考虑方便读数 .【例 4】如图 10-3-7 甲和乙所示的两种电路中 ,电源相同,各电

16、阻器阻值相同 , 各电流表内阻相等但不可忽略不计，电流表A1、A2、A3和A4读出的电流分别为 11、12、13、14,则以下说法中正确的是 ()图 10-3-7 I1=I3 I1R R 21R ,R 2R1I U=R 2,R 1R R 2.答案:A2. 电流表 G 的内阻为 R g ,用它测量电压时 ,量程为 U ;用它改装成较大量程的 电流表的内阻是R A ,量程为I.这几个量的关系是()A R g ,I U R gA R g I UA U/I.答案:C3. 如图 10-3-9 甲、乙所示为两种测电阻 R x 的电路,下面说法正确的是 ( )图1 0-3-9 A. 甲、乙都对 ,甲比乙的误

17、差小B. 甲、乙都对，甲比乙的误差大C. 甲测大电阻时误差小，乙测小电阻时误差小D. 甲测小电阻时误差小，乙测大电阻时误差小解析:甲为电流表外接法 ,用来测小电阻 ,乙为电流表内接法 ,用来测大电阻 .答案:D4. 如图 10-3-10 所示的电路为欧姆表原理图 ,电池的电动势为 E= V , 内电阻不 计,G为电流表，满偏电流为200卩A.当调好零在两表笔间接一被测电阻 R x时，电 流表G指针示数为50卩A.那么x的值是()图 10-3-10k Qk Qk Qk Q 解:析根据闭合电路欧姆定律列式 I g = Q R EI=x R R E+QR x =I E - R Q =I E- g I

18、 E =?-6Q102005.1-? Q = x 104 Q = k Q.答案:B5. 电动势为 E=12 V 的电源与电压表和电流表串联成闭合回路,如果将一电阻与电压表并联 ,则电压表读数减小为原来的 31,电流表的读数增大为原来的 3 倍,由此可推知电压表原来的读数为 解析:设电压表和电流表的原来读数分别为 U 、 I ,电源和电流表的内阻分别为 r1 和 r 2, 由闭合电路欧姆定律得 E=U+I(r 1+r 2),E=31U+3I(r 1+r 2), 代入数据解得 U=9 V .答案:9 V6有一电流表G内阻R g =10 Q ,满偏电流=1 mA ,现把它改装成量程是6V 的伏特表和

19、量程为 2 A 的安培表 ,电路如图 10-3-11 所示.图 10-3-11(1) 当 S 1 和 S 2 都断开和都闭合时各是什么表(2) R 1 和 R 2 各应等于多少解析:根据电压表和电流表的构成原理可知,S 1、S 2都闭合时，是电流表;S 1、S 2都断开时，是电压表.根据计算可得R仁k Q ,R 2= Q.答案:(1)S 1、S 2都闭合时是电流表:S 1、S 2都断开时是电压表(2)R仁kQ ,R 2= Q加强篇7. 如图 10-3-12 所示,一个电压表由小量程电流表与电阻R 串联而成 ,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些 ,采用下列哪种措施可能加以改进 ( )

20、图10-3-1 2A. 在R上串联一比R小得多的电阻B. 在R上串联一比R大得多的电阻C. 在R上并联一比R大得多的电阻D. 在R上并联一比R小得多的电阻解析:电压表读数总比准确值稍小一些 ,意味着表头的指针偏转角度偏小 ,说明通 过电流表的电流稍小一些 ,也就是电阻 R 的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些 , 所以应减小 R 的阻值.为了达到此目的 ,不可能再串联一个电阻 ,那样会使总电阻更大 ; 也不能在 R 两端并联阻值比 R 小得多的电阻 ,那样会使并联后的总电阻比 R 小得多. 如果在 R 两端并联阻值比 R 大得多的电阻 ,则并联后的电阻比 R 稍小.答案:C8. 三个相同的电压

21、表接入电路中 ,如图 10-3-13 所示,已知电压表 V 1 的示数为8 V ,电压表 V 3 的示数应为 5 V ,那么电压表 V 2 的示数应为( ) 图10-3-13VVVD.大于3 V ,小于5 V解析:非理想电压表可看作一个特殊的用电器，电压表的示 数为该电阻两端的电压 ,三个电压表相同说明它们的内阻、量程相同 .则由欧姆定律 得：I 总=V R U 1,1 3=V R U 3,1 2=1 总-I 3=V R U 1-V R U 3=V R 3,即 U 2=3 V.答案:B9.如图 10-3-14, 两个定值电阻 R 1、R 2串联后接在输出电压 U 恒为 12 V 的 直流电源上

22、 ,有人把一个内电阻不是远大于 R 1、R 2的电压表接在 R 1 两端,电压 表的示数为 8 V , 如果他把此电压表改接在 R 2 两端 ,则电压表示数将 ( )图 10-3-14A. 小于4 VB. 等于4 VC. 大于4 V ,小于8 VD. 等于或大于8 V解析:电压表没有移动时 ,R 2两端的电压是 4 V ,电压表移动后 ,其与 R 2并联, 并联后的电阻比 R 2的电阻小,同时左侧电阻变大 ,根据串联电路的分压原理 ,右侧电 路分得的电压要小于 4 V.答案:A10. 如图10-3-15所示电路,将两个相同的电流表分别改装成 A 1(0 3 A )和A 2(0 A )的电流表,

23、把两个电流表并联接入电路中测量电流 .则下列说法中正确的是( )图 10-3-15A. 电流表A 1的指针半偏时，电流表A 2的指针也半偏B. 电流表A 1的指针还没有满偏，电流表A 2的指针已经满偏C. 电流表A 1的读数为1 A时,电流表A 2的读数为AD. 电流表A 1的读数为1 A时,干路中的电流I为A 解析:由于两个电流表并联接入电路中 ,则加在两电流表上的电压相等 ,所以指针偏转的角度相同 .电流表 A 1 的内阻是 A 2 内阻的 5倍,因为两电流表上的电压相等 , 所以当A 1的读数为1 A时,A 2的读数为A ,这样干路中的电流I就是A.答案:AD11. 如图10-3-16所

24、示,小量程电流表内阻为100 Q ,满偏电流g为1 mA ,现 用其改装成有两个量程的电压表 ,量程分别为 3 V 和15 V ,则串联电阻 R1= Q ,R 2= Q.图 10-3-16解析:电流表的满偏电压U g =I g R g =1-B 10100 V= V .改装成量程为U=3 V 的电压表时,由串联电路的电压分配关系可求出应串联的电阻 R 1 R 1=g RU U R g =g g U U U - R g = Q =2 900 Q .改装成量程为V 的电压表时，由串 联电路的电压分配关系可求出应串联的电阻 R 2R 2=g R U U R g =g g U U U - R g = Q =14 900 Q .:2 9答00案14 90012.某电压表的内阻在20 k Q 50 k之|、Q,现要测量其内阻，实验室可提供下 列可选器材：待测电压表（量程3 V ）、电流表A 1（量程200卩A ）、电流表Z（量程 5 mA ）、电流表A 3（量程A ）、滑动变阻器R （最大阻值1 k Q ）、电源（电动势4 V ） 、开关 K 、导线若干 .（1）所提供的电流表中 ,应选用填.