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高中三年级物理

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    在把电流表改装为电压表的实验中,提供的器材有:
    A.电流表(量程0~100μA,内阻几百欧);
    B.标准电压表(量程0~3V);
    C.电阻箱(0~9999Ω);
    D.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流1.5A);
    E.滑动变阻器(0~100kΩ,额定电流0.5A);
    F.电源(电动势6V,有内阻);
    G.电源(电动势2V,内阻很小);
    H.开关两只,导线若干.

    (1)该实验首先要用半偏法测出电流表的内电阻,如果采用如图1的电路,并且要想得到较高的精确度,那么从上面给出的器材中,可变电阻R1应选用___________,可变电阻R2应选用___________,电源应选用___________(填器材前的字母);
    (2)实验时,先闭合S1,调节R1使电流表满偏,再闭合S2,保持R1不变而调节R2使电流表半偏,读出R2此时的数值即为电流表内电阻的测量值,此测量值与电流表的真实值相比要___________(填“偏大”、“偏小”或“相等”);
    (3)图2提供了将电流表改装为电压表,并将改装电压表与标准电压表进行核对的所需器材,核对时要求对改装表量程范围(0~3V)内每隔0.5V均进行核对,请将实验器材按以上要求用连线连接成实验电路.

    本题信息:2012年河北省模拟题物理实验题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “在把电流表改装为电压表的实验中,提供的器材有:A.电流表(量程0~100μA,内阻几百欧);B.标准电压表(量程0~3V);C.电阻箱(0~9999Ω);D.滑动变阻...” 主要考查您对

半偏法测电表的内阻

表头的改装

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  • 半偏法测电表的内阻
  • 表头的改装
半偏法测电流表内阻:

①测量方法:电流表半偏法测电阻的电路图如图,R为滑动变阻器,R0为电阻箱,G为待测电流表内阻。实验时,先合上S1,断开S2,调节R使电流计的指针满偏;再合上S2,调节R0使电流计的读数为满刻度的一半,这时,电阻箱的数值即为电流计的内阻。(注意:实验前,变阻器的阻值应放在最大位置;调节R0时,R不动)

②测量原理:S2打开时,设电流表满偏电流Ig=,因为R>Rg,R>>r,所以Ig≈E/R,当S2闭合时,R0和Rg并联,并联后总阻值R<Rg<<R,故S2闭合后,电路中总电流几乎不变,即Ig≈E/R,调节R0使电流表半偏为Ig/2,所以流过R0的电流也为Ig/2,所以R0=Rg
③器材选择:从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R>>Rg。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R尽可能大。

半偏法测电压表的内阻:

电路如图:实验时,将R1的滑动片P放在左边,合上S1和S2,调节R1,使电压表的读数满偏;保持R1不变,断开S2,调节R0,使电压表的读数为满刻度的一半。则RV=R0

表头:

表头就是指小量程的电流表,一般用G表示。
(1)从电路角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。表头和一般电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从表盘上读出来的。
(2)三个参数
满偏电流是指:指针指在满刻度时的电流。
满偏电压是指:电流指满刻度时,加在它两端的电压。
表头内阻是指:表头内线圈的阻值。三个参数之间的关系满足欧姆定律:
电表的改装:





知识拓展:

1.电表改装后的校正改装后的电压表若示数总是小于标准电压表的示数,说明同样总电压下流过表头的电流偏小,串联的分压电阻偏大;或从分压角度来说,同样总电压下分压电阻分得的电压过大,串联的分压电阻阻值偏大,需换用一个较小阻值的电阻或与原分压电阻并联一个适当阻值的电阻。若改装电压表的示数总是大于标准电压表的示数时,情况则相反。改装后的电流表若示数总是小于标准电流表的示数时,说明同样总电流下流过表头的电流偏小,分流电阻分得的电流过大,分流电阻的阻值偏小,应再与分流电阻串联一适当阻值的电阻或直接换用一阻值较大的适当电阻。若改装电流表示数偏大时,情况则相反.
2.电压表与静电计
(1)电压表是用灵敏电流计G串联电阻改装而成的,指针的偏转是由于通电线圈在磁场中受到安培力的作用。因此电压表要有示数,必须有电流通过灵敏电流计G。静电计与验电器类似,由于指针与固定指针的金属杆上电荷间的静电斥力作用使指针偏转,从而测量静电电压。稳定时静电计所在支路中无电流.
(2)电压表用来测量电路两端的电压,静电计一般用在静电场中。若用电压表测量孤立的电容器两端的电压,相当于用一个电阻很大的导体把电容器的两极板连接起来,就会使电容器放电,所以用电压表无法测量。从原理上说,可以用静电计测量直流电路的电压,但是一般直流电路的电压很小,静电计的指针几乎不偏转,所以一般的直流电压不用静电计测量。
(3)在直流电路中,静电计所在支路相当于断路状态,与其串联的任何导体两端电压为零,而电压表相当于一个导体。

非理想电表的处理方法:

在测电流、电压时理想电表对电路的影响是不需考虑的,但实际的电压表内阻不是无限大,实际的电流表内阻也不是零,接入电路中必对原电路产生一定的影响。电压表测电压是根据并联电路中电压相等而得到被测导体两端电压的,电流表测电流是根据串联电路中电流相等而得到通过被测导体电流的。实际上电表的读数是其自身两端的电压或通过其自身的电流。因此对于实际的电表可以看成是能显示自身两端电压或通过自身电流的特殊导体——“会说话”的导体。


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