1、高中电学实验基础夏邑高级中学 汪领峰1、电表的读数和改装（1）电表的读数方法1.明确量程和分度值 2. 估读原则：分度值为“1”者，估读到下一位；分度值为“2” 、 “5”者估读到本位.例 1.如图所示为某次测量时电压表的刻度盘的情形，若当时使用的是该表的 03 V 量程，那么电压表读数为_V，若当时使用的是该表的 015 V 量程，那么电压表读数应为分析:（1）量程 3V分度值 0.1V结果 1.15V.（2）量程 15V分度值 0.5V结果 5.8V.（二）电表的改装1.小量程的电流表改装成大量程的电压表（1）内部电路 （2）改装原理 （3）改装后的量程串联分压 U Ig(RR g)（4）
2、量程扩大的倍数 （5）改装后的总内阻 Rv=Rg+R=nRg.2.小量程的电流表改装成大量程的电流表表（1）内部电路 （2）改装原理 （3）改装后的量程并联分流 IgRg=(I-Ig)R （4）量程扩大的倍数（5） 改装后的 总内阻gUnnRgAgIn例 2.小明在实验室测量某金属丝的电阻率时，经分析需要一个量程为 6 V 的电压表与一个量程为 0.6 A 的电流表，但实验室为其提供的器材有两个满偏电流为 Ig3 mA、内阻为Rg120 的电流表，两个最大阻值为 9 999.9 的电阻箱。现用以上器材改装成满足上述要求的电压表和电流表，要得到量程为 6 V 的电压表需将_联的电阻箱调到_，要得
3、到量程为 0.6 A 的电流表需将_联的电阻箱调到_ 。分析：1.改装成 6V 的电压表须串联一个电阻 R1，由 U=Ig(Rg+R1)得 R1=18802.改装成 0.6A 的电流表须并联一个电阻 R2，由 IgRg=（I-Ig)R 2 得 R2=0.6.二.电表的选取原则1. 安全原则：被测量不超过电表的路程.2. 精确原则：指针指在刻度盘的 2/3 左右.3. 在器材不足，即电表不能直接采用的情况下，常采用如下方法：（1）替代法：用定值电阻替代电表用.但另一可用电流表 A 必用外接法（这样可以避免因电流表分压引起的误差）.采用替代法时所选定值电阻与被测电阻大小相近.（2）改装法：用小量程
4、的已知内阻的电流表和定值电阻结合改装.两种方法的优先选取原则：能替代不改装装，这样避免对实验人员由于改装电表造成的麻烦.三.电流表的内外接法1. 电流表的内接法（1）电路（2）误差原因：电流表分压 U 测 =Ux+UA 引起，（3）适应条件：R xRA，适于测量大电阻.（口诀适应于电压表、电流表的内阻未知的情况，若电流表内阻已知必内接法）（4）口诀：“大内偏大” .即被测电阻远大于电流表的内阻采用内接法，但测量值偏大.2.电流表的外接法（1）电路 ， 测 量 值 大 于 真 实 值 .RIURxAx测测测 （2）误差原因：电压表分流 I 测 =Ix+IV 引 起. （3）适应条件：R xRV,
5、适应于测小电阻.（4）口诀：“小外偏小” ，即被测电阻远小于电压表的内阻采用外接法，但测量值偏大.3.两种电路的选取（1）电阻比较法：与电压表、电流表的内阻比较，Rx 较小时宜采用外接法；Rx 较大时宜采用内接法.口诀记忆“大内偏大，小外偏小”.（2）临界值法： 时 采 用 内 接 法 .R时 采 用 外 接 法 ，RAVxAVx （3）试触法：按图示接法，让电压表的一根接线柱 P 先后与 a、b 处接触一下，若电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则采用电流表外接法；若电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则采用电流表内接法.四.滑动变阻器的连接方式限流式和分压式.选
6、取原则：（1）安全原则 （2）操作方便的原则.1. 限流式（1）电路图 （2）R 上的电压调节范围： （2）R 上的电流调节范围： （4）S 闭合前 P 的位置： b 端.（5）适应条件：滑动变阻器的电阻大于被测电阻.2.分压式（1）电路图 （2）R 上的电压调节范围：0UE.（3）R 上的电流调节范围：0IE/R.（4）S 闭合前 P 的位置： a 端（5）适应条件：滑动变阻器的电阻小于或略等于被测电阻.测 量 值 小 于 真 实 值RIURxVx测测测 E.URabREIab（6）必须选用分压式的 3 种情况若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即变阻器的阻值调到最大时，被测电阻上的电流（
7、电压）仍超过电表的量程，或超过被测电阻的额定电流（电压）.被测电阻比变阻器的总电阻大得多，以至于滑片从一端滑到另一端，被测电阻上的电流（电压）变化不明显.实验要求电压从 0 开始调节.3. 器材的选取和电路设计1. 明确提供的实验器材2. 首选唯一性器材，并分析其可用性.（如电源、定值电阻、开关等）.3. 根据电源电动势 E 或被测电压值，确定选取的电压表.4. 根据电路中的最大电流或被测电流值，确定选取的电流表.5. 根据电流表的内外连接方式，确定电流表的内外接法.6. 根据要求或被测电阻与滑动变阻器的最大阻值关系，确定变阻器的连接方式.若是限流式，本着安全、操作方便的原则选取适当的变阻器，
8、一般选取阻值不太大，额定电流较大的变阻器.例 3.为了测量某待测电阻 Rx 的阻值(约为 30 )，有以下一些器材可供选择。电流表 A1(量程 050 mA，内阻约 10 )； 电流表 A2(量程 03 A，内阻约 0.12 )；电压表 V1(量程 03 V，内阻很大)； 电压表 V2(量程 015 V ，内阻很大)；电源 E(电动势约为 3 V，内阻约为 0.2 )； 定值电阻 R(20 ，允许最大电流 1.0 A)；变阻器 R1(010 ，允许最大电流 2.0 A)； 变阻器 R2(01 k，允许最大电流 0.5 A)；单刀单掷开关 S 一个，导线若干。(1)电流表应选_A 1_，电压表应
9、选 _V1_，滑动变阻器应选_R 1_。(填字母代号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻 Rx 的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为 U 时，电流表示数为 I，则计算待测电阻阻值的表达式为 Rx_。分析：1.被测电阻 Rx302.首选唯一性器材：电源 E(3V 0.2)确定选 V1.定值电阻 R(20 1.0A）可替代可改装备用可做保护电阻开关 S.3.变阻器 R2太大，不便操作.选 R1=10Rx 采用分压式（且有要求，测量范围尽可能大）.4.电路中的最大电流 本着精确原则 A2 排除.只能选 A1，补救方法与Rx 串联一个定值电阻（起保护作用）来减小被测电路中的电流以到达采用 A1 的条件.故设计的电路图如图.0mAxEImRIUR被 测 电 阻 xx
