电学实验基础一电流表和电压表课件.ppt

1、电流表和电压表改装改装一一一）、一）、 G G 表头表头 1.电流表电流表G的构造的构造永磁铁永磁铁线圈线圈 表盘表盘指针指针 I ：在表头刻度盘上标：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。出电流值就可以测量电流了。 IU：通过表头的电流跟加：通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。在表头两端的电压成正比。2、电流表、电流表 G 的工作原理的工作原理3三个主要参数内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。（2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRgGRgI

2、gUg Ig ，Ug都很小。都很小。欲用表头测量超过其量程欲用表头测量超过其量程的电流，就必须扩大它的量程。的电流，就必须扩大它的量程。1、电流表改装电压表的原理：、电流表改装电压表的原理： 串联一个电阻，串联一个电阻，分担一部分电分担一部分电压压 二二. .电流表电流表 G G 改为电压表改为电压表 V V电路分析电路分析2.电压表的改装（1）电压表的改装电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。（2）电压表的内阻：Rv=Rg+R (3)双量程电压表GR()ggggggUUUIRRUURRUg据串联电路的特点得：

3、解得：UgIgRgU-Ug3V15VR2R1G2、分压电阻的计算、分压电阻的计算 gggRIU 电压表内阻电压表内阻RRRgV满偏电压满偏电压分压电阻分压电阻ggggRIURURRI-例例1.一块满偏电流为一块满偏电流为Ig=1mA，内阻为内阻为Rg= 1 K的电流表要把的电流表要把它改装成量程为它改装成量程为10V的电压表，的电压表，怎么办？如何改写表盘怎么办？如何改写表盘 ？GR9K 0.5G1mAV1V0.5 510VV练习练习1：已知电流表已知电流表G的量程为的量程为100A，内阻为内阻为600，改装为量程为，改装为量程为5V的电压表，的电压表，应串联一个应串联一个R1= 的电阻，改装

4、为的电阻，改装为15V的电压表应串联的电压表应串联R= 的电阻的电阻, 若若改装为双量程电压表，画出电路图，标明改装为双量程电压表，画出电路图，标明阻值。阻值。 GR149.4KR2100K+5V15V练习练习2、把满偏电压为、把满偏电压为0.1V的电流表的电流表改装成量程为改装成量程为10V的电压表后，下列的电压表后，下列说法正确的是（说法正确的是（ ）A、当指针在表盘的正中间时，加在、当指针在表盘的正中间时，加在表头上的电压为表头上的电压为5VB、当指针在表盘的正中间时，所测、当指针在表盘的正中间时，所测量的电压为量的电压为5VC、改装后，电压表的电流的测量范、改装后，电压表的电流的测量范

5、围并没有改变围并没有改变D、改装的原理是根据串联电路的分、改装的原理是根据串联电路的分压规律由局部推知整体压规律由局部推知整体BCD练习练习3、两个电压表两个电压表V1、V2是完全相同的两个电是完全相同的两个电流表改装的，流表改装的，V1的量程为的量程为5V，V2的量程为的量程为15V为为了测量了测量15V20V的电压，我们把它们串联起的电压，我们把它们串联起来用，以下叙述正确的是（来用，以下叙述正确的是（ ）A、 V1、V2的读数相同的读数相同B、 V1、V2 的指针偏转角度相同的指针偏转角度相同C、 V1、V2的读数不同，指针偏转角也不同的读数不同，指针偏转角也不同D、 V1、V2的读数的

6、读数 之比等于两伏特表的内阻比之比等于两伏特表的内阻比BD（1）电流表的改装电流表）电流表的改装电流表G 的电压量程的电压量程Ug=IgRg，当改装成量，当改装成量程为程为I的电流表时，应并联一个电阻的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流分去多余的电流I-Ig，电阻电阻R叫分流电阻。叫分流电阻。（2）电流表的内阻：）电流表的内阻：RA=RgR/(R+Rg) (3)双量程电流表双量程电流表()gggggggUI RIIRI RRII据 并 联 电 路 的 特 点 得 ：解 得 ：I-IgUgGRgIgRGR2R110mA1mA三、把表三、把表 头头 G G 改为电流表改为电流表 A A例例2

7、、有一块为、有一块为Ig= 1mA，内阻为，内阻为Rg= 1 K的电流表要把它改装成量的电流表要把它改装成量程为程为10mA的电流表，怎么办？表的电流表，怎么办？表盘如何改写？盘如何改写？1mA0.5G10mA5AGR K91练习练习1.一个电流表内阻为一个电流表内阻为0.18 最大最大量程为量程为10A，刻度盘为，刻度盘为100个刻度，个刻度，现将其最大量程扩大到现将其最大量程扩大到100A，需，需 联一个联一个 的电阻，此时刻度盘每的电阻，此时刻度盘每个刻度表示个刻度表示 ，新的电流表的内阻，新的电流表的内阻为为 。并并0.02 1A0.018 四、三接线柱两量程电表四、三接线柱两量程电表

8、2、两量程电流表、两量程电流表1、两量程电压表、两量程电压表GabcR1R2GabcR1R2G GR R2 2R R1 115V15V3V3V甲甲例例2、如图是一个双量程电流、如图是一个双量程电流表，表，Ig=0.5mA，Rg=200 ，计算，计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2R110mA1mAI1I2解：解：（R1+R2） (I1-Ig) = Ig Rg Ig（Rg+ R2 ）=(I2-Ig) R1 得：得： R1=20 R2=180 例例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表，、如甲、乙图示是一个双量程电压表，Ig=1mA，Rg=100 ，计算，计算R1和和R2的阻值。的阻值。G GR R

9、2 2R R1 115V15V3V3V甲甲3V3V15V15VR R2 2R R1 1G G乙乙Ug= IgRg =0.1V，n1=30 n2=150R1=（ n1 -1）Rg=2900 R2=（ n2 -1）Rg=14900 R1=（ n1 -1）Rg=2900 R1+R2=(n2 -1)Rg=14900 R2= 12 k练习练习2两个相同的电流表两个相同的电流表G改装成改装成程不同的电流表程不同的电流表A1、A2, A1的量程大的量程大于于A2量程量程,若将两电流表并联起来，若将两电流表并联起来，则则A1的指针偏转角的指针偏转角_ (;=改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻

10、串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流gggRIIIRgggRUUURRRRgVRRRRRggA小结：小量程电流表的改装小结：小量程电流表的改装二：电表的校正二：电表的校正例如对改装的例如对改装的3V3V电压表的校对：改变变阻器电压表的校对：改变变阻器R R的滑片位置，使的滑片位置，使V V 的的示数分别为示数分别为0 0、0.5V0.5V、 1.0V 1.0V、 1.5V 1.5V、 2.0V 2.0V依次核对改装电依次核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。 例如：改装的电压表满刻度例如：改装的

11、电压表满刻度3V3V时，标准电压表时，标准电压表V V的读数为的读数为3.1V3.1V，则则百分误差百分误差6. 电表电表的的校校对对 校校对对电流表电路图电流表电路图 RSGmAR1K1EVK1RHGVR1E校校对电压对电压表电路图表电路图 %2 . 3%1001 . 30 . 31 . 3RSGmAR1K1E思考题思考题1：校正电流表时，如果发现改装表的：校正电流表时，如果发现改装表的读数相对标准表的读数都偏高，试问要达到标读数相对标准表的读数都偏高，试问要达到标准表的数值，此时改装表的分流电阻应调大还准表的数值，此时改装表的分流电阻应调大还是调小？为什么？如果是偏低呢？是调小？为什么？如

12、果是偏低呢？改装后的电流表若示数总改装后的电流表若示数总是小于标准电流表的示数是小于标准电流表的示数时，说明同样总电流下流时，说明同样总电流下流过表头的电流偏小，分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。一阻值较大的适当电阻。 若改装电流表示数偏大时，情况则相反若改装电流表示数偏大时，情况则相反.VK1RHGVR1E思考题思考题2：校正电压表时，如果发现改装表的读数：校正电压表时，如果发现改装表的读数相对较小试问要达到标准

13、表的数值，此时改装表相对较小试问要达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻应调大还是调小？为什么？的分压电阻应调大还是调小？为什么？校正改装后的电压表若示数总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，需换用一个较小流偏小，串联的分压电阻偏大，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阻值的电阻或与原分压电阻并联一个适当阻值的电阻。电阻。 若改装电压表的示数总是大于标准电压表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。的示数时，情况则相反。例例1 1. .

14、一伏特计由电流表一伏特计由电流表G G与电阻与电阻R R串联而成，如图所示。若在串联而成，如图所示。若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列使用中发现此伏特计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？哪种措施可能加以改进？ （ ）A A、在、在R R上串联一比上串联一比R R小得多的电阻；小得多的电阻；B B、在、在R R上串联一比上串联一比R R大得多的电阻；大得多的电阻；C C、在、在R R上并联一比上并联一比R R小得多的电阻；小得多的电阻；D D、在、在R上并联一比上并联一比R大得多的电阻；大得多的电阻； R 解：电流表的电流偏小，即解：电流表的电流偏小，

15、即内电阻过大，应并联一个电内电阻过大，应并联一个电阻，只是稍小，故应只将内阻，只是稍小，故应只将内阻稍改就行，故并一个大电阻。阻稍改就行，故并一个大电阻。D 三三 测量电表内阻测量电表内阻S1S2R1R2G1. 用半偏法测电流（压）表的电阻先满偏，后半偏。 用半偏法测电流表的电阻（2）)(1rRRIEgg）（rRIRRIRIEggggg12)2121(212121RRRRRg 若若R1R2 则则Rg =R2S1S2R1R2GrRREIIgg1gggIrRRRRREI221rRRRg1RrRRRRRRgg221222ggRIIIIggRRIRI222gRR 2S1S2R1R2G先满偏，后半偏先满

16、偏，后半偏。VRabSR0 2.用半偏法测电压表的电阻VPaVPaRRRRR11002)(RRRRRRRRVPaVPagpbUErRRRU111gpbUErRRRU2212210ggRUUUUVgRRURU2/00VRR 0VRabSR0满偏时满偏时21)(RRURUUgVgg21)(RRURRUUABVABAB半偏半偏时有时有)(2RRRUUVVgAB021RRRRRV相对误差相对误差%100%100021VVVRRRRRRR21RR滑片处于正中位置时滑片处于正中位置时 %10040VRRVR0abSR相对误差最大相对误差最大3.其它测电阻的方法：用替代法测量电表的电阻（1）原理（2）电路R

17、0RA1A2S1S2ab+R0V2S1RV1S2abP+A1V1A2A1电流表的创新使用测电压条件：已知电流表条件：已知电流表A A2 2的内阻的内阻, ,将将A2 2看成一个电压表使用看成一个电压表使用VA电压表（电流表）是一个能读出电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电其两端电压（通过其电流）的电阻阻没有系统误差IURV1221IRIRAA此电路能否测量出电流表的内阻？此电路能否测量出电流表的内阻？没有系统误差用伏安法测电压（流）表的电阻V1v2电压表的创新使用测电流2212211VVVRUURUUR已知电压表已知电压表V V2 2的内阻的内阻, ,将将V2 2看成一个电

18、流表使用看成一个电流表使用没有系统误差R0V2v102122RUUURV没有系统误差没有系统误差“比较法”测电阻20221VRRUUU例例3.实验室内有一毫伏电压表（符号，量程为实验室内有一毫伏电压表（符号，量程为150mV，内阻约，内阻约145），现要测量其内阻，实验），现要测量其内阻，实验室提供如下器材：电动势为室提供如下器材：电动势为1.5V的干电池；电阻的干电池；电阻箱箱R（099.9）；滑动变阻器）；滑动变阻器R1（050）；）；标准电流表（量程标准电流表（量程15mA，内阻约，内阻约500）；开关）；开关K以及导线若干（以及导线若干（1）请设计一个尽可能精确地测）请设计一个尽可能精

19、确地测出毫伏表内阻出毫伏表内阻RmV的测量电路的测量电路（2）直接读出的物理量是）直接读出的物理量是_（3）用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式）用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式RmV=_（4）若测出毫伏表的内阻为）若测出毫伏表的内阻为150，要把它改装，要把它改装成量程为成量程为15mA的电流表，应在所提供的仪器中选的电流表，应在所提供的仪器中选用用_，并将其调至，并将其调至_后，与毫伏电后，与毫伏电压表压表_联联（2）电流表读数）电流表读数I、毫伏表读数、毫伏表读数U、电阻箱读数、电阻箱读数R（3）（4）电阻箱）电阻箱R（099.9）；）；10.7；并；并URIRURR1mVAK例例4、某

20、同学准备用、某同学准备用500A的电流表改装成一块的电流表改装成一块量程为量程为2.0V的电压表他为了能够更精确地测量的电压表他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：图中各元件及仪表的参数如下：A电流表电流表G1(量程量程1.0mA，内电阻约，内电阻约100)B电流表电流表G2(量程量程500A，内电阻约，内电阻约200)C电池组电池组E(电动势为电动势为3.0V，内电阻未知，内电阻未知)D滑线变阻器滑线变阻器R(025)E四旋钮电阻箱四旋钮电阻箱R1(总阻值总阻值9999)F保护电阻保护电阻R2(阻

21、值约阻值约100)G开关开关S1，单刀双掷开关，单刀双掷开关S2（1）实验中该同学先合上开关）实验中该同学先合上开关S1，再将开关，再将开关S2与与a相连，调节滑线变阻器相连，调节滑线变阻器R，当电流表，当电流表G2有某有某一合理的示数时，记下电流表一合理的示数时，记下电流表G1的示数为的示数为I；然；然后将开关后将开关S2与与b相连，保持相连，保持_不变，调不变，调节节_，使电流表，使电流表G1的示数仍为的示数仍为I时，读取时，读取电阻箱的读数为电阻箱的读数为r例例4、某同学准备用、某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表他为了能够更的电压表他为了

22、能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：如下：A电流表电流表G1(量程量程1.0mA，内电阻约，内电阻约100)B电流表电流表G2(量程量程500A，内电阻约，内电阻约200)C电池组电池组E(电动势为电动势为3.0V，内电阻未知，内电阻未知)D滑线变阻器滑线变阻器R(025)E四旋钮电阻箱四旋钮电阻箱R1(总阻值总阻值9999)F保护电阻保护电阻R2(阻值约阻值约100)G开关开关S1，单刀双掷开关，单刀双掷开关S2【答案】（1）滑线变阻器R，电阻箱R1；（2）r（3）3.

23、81（4）校对电压表的电路如图所示2）由上述测量过程可知，电流）由上述测量过程可知，电流表表G2内电阻的测量值内电阻的测量值rg=_（3）若该同学通过测量得到电）若该同学通过测量得到电流表流表G2的内电阻值为的内电阻值为190，他，他必须将一个必须将一个_的电阻与电流表的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表的电压表（4）画出用标准电压表）画出用标准电压表V0对改装后的电压表对改装后的电压表V所有刻度进行校对的电路图所有刻度进行校对的电路图四：电流表电压表的读数四：电流表电压表的读数1 1、凡最小分度值是凡最小分度值是以“1”为单位的.有效数有效数

24、字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补无估读，则在精度的下一位补“0” 0” 0123A读数：读数：0.70A0123V读数：读数：2.40V2 2、凡最小分度值是凡最小分度值是2 2个单位个单位的，有效数字的末的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能估读最小分度半小格为宜，将最小分度分为二估读最小分度半小格为宜，将最小分度分为二等分，称为等分，称为“二分之一估读二分之一估读”。比如用。比如用00.600.6安安量程，其精度为量程，其精度为0.020.02安，说明测量时只

25、能准确安，说明测量时只能准确到到0.020.02安。安。 00.20.40.6A读数：读数：0.14A读数：读数：0.37A00.20.40.6A如图所示安培表指针位置，若用如图所示安培表指针位置，若用0-0.6A0-0.6A量程时，量程时，3、凡最小分度值是凡最小分度值是5 5个单位个单位的，有效数字的末的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能位就是精度的同一位（含估读数）。读数只能估读最小分度估读最小分度1/51/5小格为宜，将最小分度分为五小格为宜，将最小分度分为五等分，称为等分，称为“五分之一估读五分之一估读”。如。如当电压表在15伏档位，表盘的最小分度值为0.5伏格。如图所示伏特表指针位置，若用如图所示伏特表指针位置，若用0-15V0-15V量程时，量程时，051015V读数：读数：10.5V051015V读数：读数：9.4V