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3. 实验：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．改装原理；串联电阻的分压原理，改装电路如图88一1所示。 2．改装电流计，需要知道它的三个数据：满偏电流 图88一1 Ig，满度电压Ug和内电阻Rg．这三个数据中，知道任何两个，就可以由欧姆定律算出第三个，其中Ig可以从刻度盘上直接读出．若将电流表改装成量程为U的伏特表，则应串联的电阻 3．表头内阻Rg。采用半偏法测量，电路如图88－2所示． （l）先合上S1，调节R使G满偏；（2）再合上S2， 图88－2 调节R’使G半偏，注意此时R不能重调；（3）R为电位器，R’是电阻箱，R的值要远大于R’的值． 4．改装后的电压表的校准：实验电路如图88－3所示． 5．实验步骤：（1）测电流表的内阻；（2）计算出串联电阻值，对电流表进行改装；（3）将改装后的电压表与标准表校准。 【注意事项】 图88－3 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 （2001年理综）实验室中现有器材如实物图88－4所示，有： 电池 E，电动势约10 V，内阻约 lΩ； 电流表A1，量程10 A内阻r1约为0.2Ω； 电流表A2，量程300 mA，内阻r2约为5Ω； 电流表A3，量程250 mA，内阻r3约为5Ω； 电阻箱R1，最大阻值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． 图88－4 要求用图88－5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 ． 图88－5 例2 （91上海）用半偏法测电流表G的内阻Rg. 如图88－6所示。下列说法中正确的是 A．电键S1接通前，R必须调节到高阻值处 B．电键S2接通前，R，阻值无需调节 C．当电流表的示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，R，中电流强度稍大于Ig/2 D．R阻值的大小对实验误差没有影响 图88－6 【习题练习 】 1．关于半偏法测电流表内阻的说法中，正确的是： A．测量值总是偏大 B．测量值总是偏小 C．测量值恒等于真实值 D．以上说法均不正确 2．如果电流表G的满偏电流为100μA，测定的内电阻为1kΩ，现在要将它改装成量程为0～5V的电压表，那么改装的方法是跟电流表G 联一个阻值为 的电阻，改装后的电压表的内阻为 。 3．改装电流表，需要知道它的三个数据：满偏电流Ig、满偏电压Ug和内阻rg。Ig可以从刻度盘上读出，Ug可以用实验方法测出，如Ig、rg都已知，那么根据 可以算出Ug，Ug＝ 。 4．按下面的方法，对一个修理过的量程是5 V的电压表进行核准，先按图88－1甲接好电路，V0是标准电压表，移动变阻器的滑动接点，使电压表V的指针偏转到满刻度，此时V0的读数是4.5V，再按图88－1乙接好电路，标准电阻R0＝2.7kΩ。重调变阻器的滑动接点，使V表的指针仍偏转到满刻度，这时V0的读数是9.0V，问怎样才能核准好这个电压表。即再如何加上一个多大的电阻就能使它与标准表相符。 图88－1 5．(84 全国)测定电流表的内电阻的实验中备用的器件有： A．想流表（量程0～100μA） B．标准电压表（0～5 V） C．电阻箱（0～9999Ω） D．电阻箱（0－99999Ω） E．电源（E=2V，有内阻） F．电源（E=6V，有内阻） G．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流1.5A） 还有若干电键和导线