高中物理专项复习：电压表和电流表

第2课时电压表和电流表

［学习目标］

1.掌握小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理.2.会分析电流表内接法和外接法的

误差情况，会正确选择电路.

一、小量程电流表G的三个参量

1.电流表的内阻：表头的电阻&叫作电流表的内阻.

2.满偏电流：指针偏到量大刻度时的电流及叫作满偏电流.

3.满偏电压：表头通过淤偏电流时,加在它两端的电压％叫作满偏电压.

二、电表改装原理

1.电压表改装：将表头串联一个较大电阻,如图1所示：

图1

2.电流表改装：将表头并联一个较小电阻,如图2所示：

图2

O即学即用

1.判断下列说法的正误.

(1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流.(X)

(2)电流表中并联的电阻的作用是分去一部分电压.(X)

(3)将电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压.(X)

(4)将电阻并联在电流表两端改装成大量程电流表后，电压和电流表两端的电压相等.(J)

2.某同学在进行电阻测量时，需要将一满偏电流为50RA、阻值为800c的小量程电流表G

改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为C的电阻与这一电流表

(选填“串”或“并”)联.

答案5.92X104串

解析设小量程电流表的内阻为Rg,量程为总需要串联电阻的阻值为R,电压表改装的原

理困如图所示，

改装电压表需要串联大电阻来分压，根据串联电路规律：似Rg+R)=3V,代入数据可用：R

=5.92X104Q

一、电压表和电流表的电路结构

【导学探究】

(1)小量程电流表有哪三个参量？三个参量之间有什么关系？

(2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？

(3)对于小量程电流表，其领定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？

答案(1)三个参量：内阻Rg、满偏电流小满偏电压■，UR=I蚪.

(2)需将表头串联一个阻值莪大的分压电阻，改装成大量程的电压表.

(3)需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表.

【知识深化】

电压表、电流表的改装及其特点

小量程电流表G改装成大小量程电流表G改装成大量程

项目

量程电压表V电流表A

/：z

Hr4-©-o

电路结构;B

L.................1

R的作用分压分流

/典=(L/QR

扩大量程的计算

R=-7^-RS

Tgb

电表的总内阻Rv=Rg+R*R+R,

o

例O有一电流表G,内阻R=10C,满偏电流4=3mA.

(1)要把它改装成量程为0〜3V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是

多大？

(2)要把它改装成量程为0〜0.6A的电流表，需要并联一人多大的电阻？改装后电流表的内阻

是多大？

答案(1)990C1000Q(2)0.05C0.05C

解析(1)由题意知电流表G的满偏电压

4=//=0.03V

改装成量程为0〜3V的电压表，当达到满偏时，分摩电圈R的分/UR=U-4=2.97V

Un297

所以分压电阻卡=誓=才益0=990n

改装后电压表的内阻Rv=R*+R=I()(X)Q.

(2)改装成量程为。〜0.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流〃=/-/g=0.597A

所以分流电阻/?=华光0.05Q

1R

改装后电流表的内阻尺\=理之弋0.05Q.

/\g।K

针对训练1(多选)某电流表的内阻为《，满偏电流为小那么下列结论正确的是()

A.该电流表也可以并联在电路中测电压，只是量程较小，岛

B.如果串联一个阻值为“凡的定值电阻，就可以改装为一个最大电压是(〃+1)/&%的电压表

C.如果并联一个阻值为吉％的定值电阻，就可以改装为最大电流是的电流表

D.在电流表两端并联一个小电阻将电流表改装成一个较大量程的电流表，通过原电流表的

最大电流将增大

答案ABC

解析已知内阻的电流表可以当电压表用，电压可以通过欧姆定律计算出，Ug=I岛,故A

正确；电流表串联一个阻值为〃Rg的定值电阻后，该定值电阻的最大分压为U'=/£〃Rg,总

电压为(〃+l)/g%,故B正确；给电流表并联一个阻值为，的定值电阻后，根据并联分

流原则，该电阻能分得的最大电流为(〃-l)/g,总电流为〃/g,故C正确；电流表改装成大量

程的电流表后通过原电流盘的最大电流不变，只是并联二电阻后总电流变大，故D错误.

二、双量程电压表和双量程电流表

例❷图3为实验室常用的两个量程的电压表原理图.当使用0、A两接线柱时，量程为。〜

3V：当使用。、8两接线柱时，最程为。〜15V,已知电流表的内阻Rg=5()()C,满偏电流

Zg=100jaA.求分压电阻R和R2的阻值.

图3

答案2.95X104。1.2X105。

解析当使用。、人两接线柱时，量程为0〜3V,即当UOA=3V时，流过表头的包流为L

这时在表的内部只有R与表头串联，R2不起作用，所以凡=%一4,代入数据得/?|=

2.95X104Q;当使用。、8两接线柱时，量程为。〜15V,即当UO8=15V时，流过表头的

电流为/8,这时在电表的内部R|、必与表头串联，所以尺2=冬一”一修，代入数据得R2=

4

1.2X1()5。

例.(多选)(2018・田家炀中学高二上期中)如图4所示是有两个显程的电流表，当分别使用

a和仄〃和c•接线柱时，此电流表有两个量程，其中一个量程为0〜1A,另一个量程为0八

0.1A,表头内阻Rg=200Q,满偏电流/g=2mA,则()

（3）试触法:

如图5,把电压表的可动接线端分别试接从c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示

数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显

变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.

F------J—<$）—

图5

例。（2018.宿州市高二期末）用电流表（内阻约4。）和电压表（内阻约3kC）测量电阻R的阻

值.某次按照如图6所示电路的测量情况：电流表的示数是5mA,电压表的示数是2.5V.正

确的说法是（）

OLc=l~~~~0

图6

A.电阻R的值为500c

B.电阻R的值略大于500Q

C.电阻R的值略小于500Q

D.如果采用电流表外接法测量，结果更加精确

答案C

U25

解析根据欧姆定律可得：R=7—；即封阻的值略小于

1RA=YZX1（1）Q_RA=500C-RA,R

500Q,故C对，A、B错：由R》RA可知采用电流表内接的方法测量比较精确，故D错.

针对训练2（2018.清华附中期中）某同学用如图7甲所示电路测量电阻凡，a的测量值比真

实值________（选填“偏大”或“偏小”）；若被测电阻R的阻值约为1C，应采用图

（选填“甲”或“乙”）所示电路，误差会比较小.

图7

答案偏小甲

解析电流表采用外接法时，电压表测量的电压为电阻两端的电压，考虑到电压表的内阻，

电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和，即测得的电流偏大，根据欧姆定律知测得的

电阻偏小.若被测电阻R、的阻值约为【Q,该电阻远小于电压表内阻,属于小电阻，故用电

流表外接法测量误差较小，应采用题图甲所示电路.

1.（电压表的改装）（2018幽城市期末）•只电流表的满偏电流小=2mA,内阻4=500C,把

它改装成最程为。〜3V的电压表，下列说法中正确的是（）

A.需串联一个1500C的电阻

B.需串联一个1000C的电阻

C.需并联一个1000C的电阻

D.改装后，电压表的内阻为1000。

答案B

2.（电流表的改装）（2018.烟台市期末）•电流表G的满偏电流/g=2mA,内阻为100C.要把它

改装成一个量程为0.4A的电流表，则应在电流表G±（）

A.并联一个0.5。的电阻

B.并联一个100Q的电阻

C.串联一个0.5C的电阻

D.串联一个1（）0。的电阻

答案A

3.（电表改装原理的理解）两只电压表⑨和色是由完全相同的两个电流表改装成的，⑨表的

量程是5V,◎表的量程是15V,把它们串联起来接入电路中，贝立）

A.它们的示数相等，指针偏转角度也相等

B.它们的示数之比为1：3,指针偏转角度相等

C.它们的示数相等，指针偏转角度之比为1：3

D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1：3

答案B

解析由于两个电压表是用相同的电流表改装的，当两个电压表串联使用时，通过两表的电

流是相同的，所以表头指甘偏转的角度是相同的；刻度盘上的示数表示的是也压表两端的电

压，与量程成正比，故选项B正确，A、C、D错误.

4.（电流表的内接和外接）（多选）用如图8所示的电路测量待测电阻&的阻值时，下列关于由

电表产生误差的说法中，正确的是（）

图8

A.电压表的内阻越小，测量越精确

B.电流表的内阻越小，测量越精确

C.电压表的读数大于R,两端真实电压，尺的测量值大于真实值

D.由于电流表的分流作用，使凡的测量值小于真实值

答案BC

解析该电路中电流表的读数为通过&的电流的真实值，电压表的读数为此两端的电压与

电流表的分压之和，大于心两端的真实电压，根据欧姆定律知，尺的测量值大于其实值，C

对，D错.该电路中，尺的测量值实际上为R测=&I凡\,故电流表的内阻越小，测量越精

确，A错，B对.

力基础对点练

考点一电表的改装

1.（多选）关于将表头G改装成大量程电流表或电压表，下列说法正确的是（）

A.改装成电压表时应给表头串联一个阻值较大的电阻

B.改装成电流表时应给表头并联•个阻值较小的电阻

C.改装后表头G的自身旦阻会发生变化

D.改装后表头G木身的参量均不会发生变化

答案ABD

解析把表头G改装成电压表时应给表头串联一个阻值较大的电阻，选项A正确；改装成也

流表时应给表头并联一个阻值较小的电阻，选项B正确；改装后表头G本身的参量均不会发

生变化，选项C错误，D正确.

2.（2018.山西大同高一中期末）一个电流表的满偏电流/g=lmA,内阻为500C,要把它改装

成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（）

A.串联一个10kQ的电阻

B.并联一个10kQ的电阻

C.串联一个9.5kQ的电阻

D.并联一个9.5kC的电阻

答案C

解析把电流表改装成电压表，需要串联一个分压电阻，根据欧姆定律可得串联电阻阻值：

R=g-Rg=7T^T。-500。=9500Q=9.5kQ.

/gU・UUI

3.（2018•马鞍山第二中学期末）磁电式电流表（表头）最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极

之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程.已

知某一表头G的内阻Rg=30Q,满偏电流4=5mA,要将它改装为量程为。〜3A的电流表,

所做的操作是（）

A.串联一个570c的电阻

B.并联一个570a的电阻

C.串联一个0.05C的电阻

D.并联一个0.05C的电阻

答案D

解析改装成电流表是要犷大电流表的量程，利用并联电路的分流原理，要并联电阻的阻值

_/^_5X10_3X30

为：4==-3C—.05Q.

R/-/g3-5X10

4.（2018•惠州内期末）如图I所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个电阻

箱R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正

确的是（）

图1

A.G甲是电流表，R增大时量程增大

B,G甲是电压表，R增大时量程增大

C.G乙是电流表，R增大时量程增大

D.G乙是电压表，R增大时量程增大

答案D

解析由题图甲可知，Gw与R并联，是电流表，R增大时，R分得的电流减小，电流表量程

减小，故A、B错；由题图乙可知，G乙与R串联，是电.压表，R增大时，R分得的电压增大，

电压表量程增大，故C错，D对.

5.•电压表由电流表G和电阻R串联而成.若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确

值梢小一些，采用下列哪种措施可以改进（）

A.在R上串联一个比R大得多的电阻

B.在R上串联一个比R小得多的电阻

C.在R上并联一个比R小得多的电阻

D.在R上并联一个比R大得多的电阻

答案D

解析若电压表读数总比准确值稍小一些，说明串联电阻R稍大些，应在R上并联一个比R

大得多的电阻.

考点二电流表的内、外接法

6.（多选）在图2中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是（）

图2

A.甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表直接法

B.甲中R心R也，乙中RXJVR”

C.甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使H《Rv,故此法测较小电阻好

D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使H》RA，故此法测较大电阻好

答案ACD

解析题图甲叫作电流表的外接法，题图乙叫作电流表的内接法，A正确；题图甲由于电压

表的分流导致包流的测量值偏大，由氏=彳可知，Rx〕VR4,R越小，电压表分流越小，误差

越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙由于电流表的分压，导致电压的测量值偏大，由

/?=，得RM>RA,R越大,电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，

R错误，C、D正确.

7.（多选）川伏安法测未知电阻R时，若不知道凡的大约数值，为了选择正确的电流表接法以

减小误差，可将仪器按图3所示接好，只空出电压表的一个接头K,然后将K分别与a、b

接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，则（）

r---------r-0—

K：K：

图3

A.若电流表示数有显著变化，K应接〃

B.若电流表示数有显著变化，K应接力

C.若电压表示数有显著变化，K应接。

D.若电压表示数有显著变化，K应接力

答案BC

解析若K从〃移到。时，电流表读数有显著变化，说明电压表的分流作用明显，K应接在

b处,故A错误，B正确：若K从“移到。时，电压表读数有显著变化，说明电流表的分压

作用明显，K应接在〃处，故C正确，D错误.

8.（2019・黄骅中学高二上月考）分别用如图4所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值,

图甲两表的示数分别为3V、4mA；图乙两表的示数分别为4V、3.8mA,则待测电阻心的

真实值（）

图4

A.略小于1kCB.略小于750。

C.略大于Ik。D.略大于750c

答案D

解析两种电路电压表示数变化明显，说明电流表分压作用大，采用电流表外接法误差较小，

即题图甲电路误差小，题图甲R的测量值为750C,且其真实值略大于此测量值，D正确.

子能力综合练

9.（2018•孝义市高二期末）如图5所示用电压表和电流表测电阻，尺为待测电阻，如果电压表

的读数是3.50V,电流表的读数是10.0mA,电压表的内阻是1.50kQ,电流表的内阻是10C,

那么用的精确值为（）

O_（A）~<

Ai

图5

A.457QB.350Q

C.360QD.1200。

答案A

TJ3so7

解析通过电压表的电流入=总=而要dA=；XIO-3A,

则&=4=----翌----Q2457C,故选A.

如（10—$X1（P3

10.（多选）如图6是两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为。〜5V,当使用4、

。两个端点时，量程是。〜15V,已知表头电阻Rg=300C,满偏电流及为1mA,则（）

5V15V

A.凡=4.7X103。B./?）=5X103Q

C.R2=IX1（）4QD./?2=1.5XI04D

答案AC

解析R\乎一%=一?八7Q-300C=4700C

>g1A1U

R尸半一R「R尸WaQ-300Q-4700Q=IX104Q.

/g'1Xiu

11.如图7所示，用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V,分别将其串联和

并联在一起，然后接入电路中.通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是（）

A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等

B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小

C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等

D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小

答案D

解析题图甲中，由于包流表中的电.流计是并联在电路由，电压表中的电流计是串联在电路

中，而串联电路的电流相芋，由于电流表中的定值电阻分流，通过电流表的电流计中的电流

大小小于通过电压表的电流计中的电流大小，所以电压表的指针偏角比电流表的大，A、B

错误；题图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中的定

值电阻的分压，电压表中电流计两端的电压小于电流表内电流计两端的电压，所以题图乙中

电压表的指针偏角比电流表的小，C错误，D正确.

12.在如图8所示的电路中，小量程电流表G的内阻&=100C,满偏电流人=1mA,R

］（）（）

=900Q,7?2=999

图8

⑴