浅析电流表的改装

浅析电流的改装 浅析电流表的改装、校准及其应用 【摘要】:电学实验是历年高考考查的重点,而电表的改装问题是电学实验的一个重要组成部分.我们知道,常用的电流表和电压表都是由小量程的电流表改装而成的.而电流表G的主要参数包括:内阻Rg,即电流表线圈的电阻;满偏电流Ig,即指针偏转到最大刻度时的电流,也是电流表允许通过的最大电流值;满偏电压值，即指针满偏时加在电表两端的电压，故有Ug=IgRg( 【关键词】: 电流表 电压表 改装 校准 测量 【前言】:实验题，是物理高考的一个方面军，约占高考试卷总分的17%;而电学实验又是历年高考实验题的重点，占实验题分数的50%以上。我们知道，常用的电流表和电压表都是由小量程的电流表改装而成的(而电流表G的主要参数包括:内阻Rg电流表线圈的电阻;满偏电流Ig即指针偏转到最大刻度时的电流，也是电流表允许通过的最大电流值;满偏电压值，即指针满偏时加在电表两端的电压，故有Ug=IgRg( “电表的改装”实验一般分三步: 第一步:电流表(表头)内阻的测量， 第二步:把电流表改装为安培表(扩大量程)或电压表， 第三步:对改装好的电表进行校准。 高考中对电学实验通常考查: (1) 原理的理解(包括原理图) (2) 步骤的掌握 (3) 器材的选择 (4) 电路的连接(实物图) (5) 误差的(显性或隐性)等 下面对这一问题进行简单论述一下: 一:实验仪器: 微安表(量程100,A)二个，毫安表(量程15mA)， ZX21型旋转式电阻箱，滑线变阻器(0,100Ω)，直流稳压电源(0,15V)，单刀双掷开关各一个，导线若干。 二:实验原理: 1(测量微安表(表头)的量程和内阻, 测定表头内阻有许多方法，本 实验使用代替法表头的内阻和量 程。 按图1所示接线。G为待测的1 微安表头，表G的准确度等级2 要比表头G高2级，其量程与表头1 G的量程相接近。 1 开关K合上，K打向1，调节变阻器，使标准表G的偏转值为nR122整数格(注意不能超出G表量程)。 1 再把K打向2，调节电阻箱R(R代替表头G)，使G的偏转值2nn12仍为n格，此时R的示值就等于待测表头G的内阻R。 n1g 把K打向1，调节滑线变阻器R使G刚好满偏，此时G的电流值212就是G的量程。 I1g 2. 扩大微安表的量程(即改装成毫安表或安培表), 在表头两端并联一个阻值较小的 分流电阻R(如图2)，使流过表P 头的电流只是总电流的一部分。 表头G和R组成的整体就是电流表。选用不同阻值的R能得到PP不同量程的电流表。 图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I，通过表头的电流为I，根据欧姆定律有 g IR=(I,I)R gggP 故得 (1) 若表头的量程要扩大 倍，则 。 测出表头的量程I和内阻R，按所需的电流表量程I，可算出分gg 流电阻R。 P , 3. 将微安表改装成电压表 通常I和R的数值不大，U = ggg 很小。为了测量较高的电压，IRgg 将表头改装成电压表的办法是， 在表头上串联一个阻值较大的分压电阻R(如图3)，使超过表S头电压量程的那部分电压降落在电阻R上。 R亦称为扩程电阻。 SS 表头和R组成的整体就是电压表。选用不同阻值的R可以得到SS不同量程的电压表。 在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为I，设改装后电压g表总量程为U，因为U = I(R+ R)，则 gg S R = -R Sg 根据所需要的电压表量程和表头量程、内阻，可算出分压UIRgg电阻R。 S 三:下面以一道例题为例 把量程为100 ,A的微安表改装成量程为10mA的毫安表 表头参数:Ig=100微安 Rg=2000欧姆，电路图如下 1. 100 ,A，I=10mA，计算出微安表M的分流电阻R 。 0s2. 按图接好电路。调节电阻箱R的阻值等于R。这样虚线框内由分2s 流电阻R和表头组成的整体就成为量程为10mA的毫安表了。图中s 的毫安表作为标准表，用来校准改装成的毫安表。 3. 打开K，将电源E的输出电压仍保持为2V，调节A、C之间的电1 图4 压V，当微安表M的读数I ，分别为100.0,A，90.0,A，„，10.0,A，ACW 0.0,A(相当于改装毫安表的读数I分别为10.0mA，9.0mA，„，1.0mA，G 0.0mA)时，记下标准毫安表对应的读数I 。 B 4.以I为横坐标，Δ I,(I一I)为纵坐标，在坐标纸上作出 Δ I ~ GBG I校准曲线(应将各点连成折线，而不是光滑曲线)。以后使用改装的G 毫安表时，可以根据校准曲线修正毫安表的读数。校准曲线可参考下 图所示。 图5 图5 5. 实验记录及数据处理 (1)测量微安表M的内阻 R, Ω g(2)把量程为100,A的微安表改装成量程为10mA的毫安表 R, Ω s I(),, 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 W I(m), 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 G I(m), B ,,,,III(m) BG 班级:物理系091班 姓名:王 果 学号:2009111117