高二物理 实验八 把电流表改装成电压表.doc

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1、高二物理实验八把电流表改装成电压表【实验目的】1．掌握半偏法测电流表内阻的实验方法；2．了解电压表的改装过程和原理。【实验原理】1．将一只满偏电流为Ig的电流表改装为量程为U的电压表，由图5-1可知，只须将电流表串联一个分压电阻R。由于Ig=U/(Rg+R)，故分压电阻可由下式计算R=U/Ig-Rg因此，必须先测出该电流表的内阻Rg。2．如图2所示是用半偏法测电流表内阻的电路图。断开S2，接通S1，调节可变电阻R，使电流表指针偏转到满刻度（满偏）。再接通S2，当满足条件R＞＞Rg，则可认为接通S1后干路中的电流不变，调节电阻箱R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的

2、一半（半偏），则有Rg=R′，由此可从电阻箱的示数读出电流表的内阻Rg。可变电阻R的选择依据是：当Ig、Rg、E给定时，由全电路欧姆定律，有R=E/Ig-r-Rg（由于通常r+Rg<>Rg的条件（实际使用时R≥100Rg即可）。图2为直接读取可变电阻R′的准确值，R′应选用电阻箱，且电阻箱的最大阻值应大于电流表内阻的估计值。3．改装后的电压表的校准：实验电路如图3所示。【步骤规范】实验步骤操作规范一、测定电流表的内阻1．观察电流表的满偏电流值（或查阅电流表说明书），并将电流表的刻度值记在图5-3所示的刻度盘的下

3、方。图5-32．对电流表进行机械调零3．按图5-2连接电路4．测量电流表内阻（1）断开S2，接通K1，调节R使电流表满偏（2）接通S2，调节R′到电流表半偏（3）记下R′值，即为电流表的内阻（4）切断电源、拆除电路1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。2．（1）连接电路前先辨明电流表的正负接线柱，并布列好仪器，使位置合适，方便实验。（2）依次序接线，最后接通电路前，电键S1断开，可变电阻R置于阻值最大位置3．（1）R由大到小慢慢调节，使电流表指针偏角平稳地增大到满偏，通过电流表的电流不超过量程。若变阻器R调至最大后，试触S1还超过了电流表量程，则

4、应再串联一个定值电阻或降低电源电压（2）在闭合S2调节R′至电流表半偏的过程中，应保持R的阻值不变（3）读出R′后即暂时切断电源（4）全部测量完成无误后，再拆去电路二、将电流表改装为电压表1．由式R=U/Ig-Rg1．确认附加电阻的计算无误2．阻值为R的电阻箱与电流表串联。求出将电流表改装为量程为U（一般可取U=3V，或由教师给定）的电压表所需串联的附加电阻R2．在电阻箱上取电阻R，并串联在电流表上，即组装成如图5-1所示的量程为U的电压表3．作出改装好的电压表表头刻度盘的示意图，确认它的最小分度值3．将改装后电压表的刻度值记在图5-3所示的刻度盘上，并适当分度。

5、4．附加电阻R（电阻箱）的值一经确定，就不能再变。三．把改装好的电压表与标准电压表进行校对1．按图3所示电路进行连接，其中V是是标准电压表2．改变变阻器R2滑片位置，使V的示数分别为0.5V、1V、1.5V、2V，并核对改装的电压表的示数是否正确图31．合上电键S前，变阻器R2的滑片应置于图5-4中的最左端2．核对时要注意搞清楚改装后电流表刻度盘上每一小格表示多大电压四．拆除电路，仪器复原。【注意事项】1．本实验比较复杂，因此先必须把实验步骤确定好：第一步测Rg；第二步：计算分压电阻R1；第三步校对改装后的伏特表．2．测电流表的内阻时，闭合S1前，变阻器R应调至电

6、阻最大值，以免闭合S1后通过电流表电流过大，而损坏电流表．若变阻器调至最大后，试触S1还超过了电流表量程，则应再串联一个定值电阻或降低电源电压．3．S2闭合后，在调节R’时，不能再改变R的阻值，否则将改变电路的总电流，从而影响实验的精确度．4．在校准电路中，要对改装表从零到满量程校准，所以变阻器必须采用分压式接法．【典型例题】例1（01年）实验室中现有器材如实物图1所示，有：电池E，电动势约10V，内阻约lΩ；电流表A1，量程10A内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值

7、999.9Ω，阻值最小改变量为0.lΩ；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干．要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻．（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路．（3）你要读出的物理量是用这些物理量表示待测内阻的计算公式是答案：（1）A2、A3；（2）略（3）若测电流表A3的内阻r3，A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值Rx，r3=(I2+I3)RX/I3例2（91上海）用半偏法测电流表G的内阻Rg.如图2所示。下列说法中正确的是A．电键S1接通前

8、，R必须调