電流表電壓表

1、電流表電壓表 第rn單元電表電阻的測量 鞏固基礎 一、電表的改裝 (一)電流表 G 改裝成電壓表 1. 原理:電流表(表頭)串聯(lián)一個較大的電阻 . 2. 串聯(lián)電阻的阻值 : 設表頭的滿偏電流為 I g ,內阻為 R g ,滿偏電壓為 U g , 若改裝后的量程為 U , 根據(jù)串聯(lián) 電路的特點 ,則串聯(lián)的電阻為 R=g g I U U -=g I U -R g . 3. 改裝后的電壓表內阻 R V =R g +R=g I U (二)電流表 G 改裝成大量程的電流表 1. 原理:電流表(表頭)并聯(lián)一個小電阻 . 2. 并聯(lián)電阻的阻值 表頭的滿偏電流為 I g ,內阻為 R g ,滿偏電壓為 U g

2、 , 改裝后的量程為 I ,根據(jù)并 聯(lián)電路 的特點，有:R (1-1 g )=1 g R g =U g , 則并聯(lián)的電阻為 R=g g I I U -. 3. 改裝后的電流表內阻 R A = R RR +. 二、伏安法測電阻 1. 原理:伏安法測電阻的原理是歐姆定律 ,只要測出通過待測電阻的電流和兩端 的電壓 ,然后根據(jù) R=U/I 就可得到待測電阻的阻值 . 2. 電路:測量電路有電流表外接法圖 10-3-1(a ) 和電流表內接法圖 10-3- 1(b ) 兩種選擇 . 圖 10-3-1 (1) 當用電流表外接法時 ,電阻測量值小于真實值 ;當用電流表內接法時 ,電阻測量 值大于真實值 .

3、 （2）若待測電阻 R x 遠小于電壓表的內阻 ,即待測電阻 R x 為小電阻時 ,宜采用電 流表外接法 ; 若待測電阻 R x 遠大于電流表的內阻 ,即待測電阻 R x 為大電阻時 ,宜采用電流 表內接法 . 、多用電表的使用 1. 多用電表是可測電壓、電流、電阻等物理量的儀器 . 2. （1）多用電表在進行測量之前 ,應先使紅、黑表筆分別插在“ -”插+孔、內 ,若 指針沒有指在左端零刻度處 ,還應用螺絲刀使指針指在左端零刻度處 （機械調零 ）. （2）用多用電表測電壓 （或電流）時,應把選擇開關旋到電壓擋 （或電流擋 ）,并選好 量程,然后使紅、黑表筆與有關用電器并聯(lián) （測電壓 ）或串聯(lián)

4、（測電流 ）. （3）用多用電表測電阻時 ,應把選擇開關旋到歐姆擋 ,測量電阻前 ,應先調零 ,再進 行測量 .調零的方法是使紅、黑表筆直接接在一起 ,調整調零旋紐 ,使指針指到表盤最 右端電阻零刻度處 .若需要換量程進行測量 ,則也要先調零再測量 . 把握要點 考點一 電表的改裝 實驗室和生產生活中使用的電壓表和電流表 ,都是由小量程的電流表 （表頭 ）改裝 而成.由于表頭的內阻 R g 和滿偏電流 I g 都很小,所以用表頭直接測電壓或電流的 話,所能測的電 壓或電流都很小 .這樣需把電流表 G 改裝成能測較大電壓和電流的電表 . （1）電流表 G 改裝成電壓表 .根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理

5、,當表頭串聯(lián)一個較大的 電阻時 ,就能把表頭改裝成測較大電壓的電壓表 據(jù)串聯(lián)電路的特點 ,串聯(lián)的電阻所分的電壓為 量程 U 越大 ,串聯(lián)的電 阻所分的電壓也越大 .串聯(lián)的電阻阻值為 g .當改裝成量程為 U 的電壓表時 ,根 U-U g , 由于 U g 很小 ,那么改裝后R=g I U U -=g I U -R g , 由于滿偏電流 I g 和滿偏電壓 U g 很小 ,所以需串聯(lián)一個大電阻 ,且改裝后的量程越大 ,需串聯(lián)的電阻也越大 .改 裝后的電壓表內阻應是表頭的內阻與所串聯(lián)的電阻的阻值之和 ,即 R V =R g +R , 當 然也滿足 R V =g I U(2) 電流表 G 改裝成大量

6、程的電流表 .根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理 ,當表頭并聯(lián)一 個較小的電阻時 ,就能把表頭改裝成測較大電流的電流表 .當改裝成量程為 I 的電流 表時,根據(jù)并聯(lián)電路的特點 ,并聯(lián)的電阻所分的電流為 I-I g , 由于 I g 很小,那么改裝 后的量程 I 越大 ,并 聯(lián)的電阻所分的電流也越大 .并聯(lián)的電阻阻值為 R=g g I I U -. 由于滿偏電流 I g 和滿偏電壓 U g 很小 ,所以需并聯(lián)一個小電阻 ,且改裝 后的量程 I 越大 ,需并聯(lián)的電阻越小 .改裝后的電流 表內阻應是表頭的內阻與所并聯(lián)的電阻的總電阻 ,即 R A = g g R R RR +. 由于并聯(lián)電路的總電阻比任何一個電阻

7、都小 ,則改裝后的電流表內阻 R A 小于 R g .而 R g 很小,所以改裝后的電流表內阻 R A 相當小,這就是實驗室中使 用的電流表的內阻為什么一般都是很小的原因 . 考點二 伏安法測電阻 伏安法測電阻有電流表外接法圖 10-3-2(a ) 和電流表內接法圖 10-3- 2(b ) 兩種選擇 .兩種電路測量電阻都有誤差 . 圖 10-3-2 當用電流表外接法時如圖 (a ) ,電壓表測量值等于待測電阻的電壓真實值 ,電 流表測量值實際上是待測電阻中的電流和電壓表的電流之和 ,這樣電流表測量值大 于待測電阻中的真實電流 .根據(jù) R=U/I 可知 ,電流表外接法時 ,電阻測量值小于真實 值

8、. 當用電流表內接法時 ,電流表測量值等于待測電阻的電流真實值 ,而電壓表測量 值實際上是待測電阻中的電壓和電流表的電壓之和 ,這樣電壓表測量值大于待測電 阻的真實電壓 .根據(jù) R=U/I 可知 ,用電流表內接法時 ,電阻測量值大于真實值 . 由于兩種電路測量都有系統(tǒng)誤差 ,所以電路選擇的原則應當是選擇測量誤差較 小的電路 .一般的,若待測電阻 R x 遠小于電壓表的內阻 ,即待測電阻 R x 為小電阻時 , 宜采用電流表外接法 ;若待測電阻 R x 遠大于電流表的內阻 ,即待測電阻 R x 為大電 阻時 ,宜采用電流表內接法 . 圖 10-3-3 當被測電阻的阻值不能估計時 ,可采用試接的方

9、法 .如圖 10-3-3 所示 ,讓電壓表 一端接在電路的 a 點上 ,另一端先后接到 b 點和 c 點,注意觀察兩個電表的示數(shù)變化 . 當電壓表一端接在 a 點 ,另一端先后接到 b 點和 c 點時,若電流表讀數(shù)有顯著變化 , 說明電壓表的分流作用較大 ,即待測電阻阻值跟電壓表內阻可比擬 ,故電壓表應接在 a 、 c 之間 .若電壓表讀數(shù)有顯著變化 ,說明電流表的分壓作用較大 ,即待測電阻阻值 跟電流表內阻可比擬 ,故電壓表 應接在 a、b 之間 . 考點三多用電表的使用 多用電表是可測電壓、電流、電阻等物理量的儀器 .在使用多用電表進行測量 之前,應先使紅、黑表筆分別插在“ -”插+孔、內

10、 ,若指針沒有指在左端零刻度處 ,還 應用螺絲刀使指針指在左端零刻度處 （機械調零 ）.用多用電表測電壓 （或電流）時,應把 選擇開關旋到電壓擋 （或電流擋） ,并選好量程 ,然后使紅、 黑表筆與有關用電器并聯(lián) （測電壓）或串聯(lián)（測電流 ）. 特別要注意 ,用多用電表測電阻時 ,應把選擇開關旋到歐姆擋 ,測量電阻前 ,應先調 零 ,再進行測量 .調零的方法是使紅、黑表筆直接接在一起 ,調整調零旋鈕 ,使指針指到 表盤最右端電阻零刻度處 .若需要換量程進行測量 ,則也要先調零再測量 . 因為歐姆擋的刻度是不均勻的 （從右到左刻度越來越密 ）,所以使用歐姆表測量電 阻時 ,不是指針偏轉越大越準確

11、,當然也不是指針偏轉越小越準確 . 事實上當指針偏轉 太大或太小時 ,誤差均較大 ,當指針在中值電阻 （即歐姆表刻度盤的中心電阻值 ）附近 時,誤差較小.使用多用電表的歐姆擋測電阻 ,應本著以下幾個原則 :（1）恰當選擇量程 , 使讀數(shù)盡可能在表盤的中央 ,減小讀數(shù)誤差 .（2）調零 ,且每換一次擋位應重新調零 .（3） 測量完畢后 ,應把旋鈕旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋. 訓練思維 【例 1 】兩個電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝成的 ,它們的量程分別 是5 V、15 V,為了測量15 20 V的電壓，把甲、乙兩個電壓表串聯(lián)使用,則兩表的（） A. 讀數(shù)相同 B. 指針偏轉角度相同

12、C. 讀數(shù)正比于表的內阻 D. 指針偏轉角度正比于表的內阻 解析:兩電壓表是由同一個電流表 （表頭）改裝而成的 ,表頭的內阻沒有變化 ,其量 程也沒有變化 ,兩電壓表由于通過的電流相同 ,所以兩表指針偏轉角度相同 ;而改裝后 的電壓表的內阻不同 ,它們又串聯(lián)在電路中 ,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理 ,兩表的讀數(shù)正 比于表的內阻.答案:BD 點評:電壓表指針偏轉角度由電流決定 ,讀數(shù)由它所測的實際電壓決定 . 【例 2】如圖 10-3-4 所示,用小量程電流表與一電阻 R 并聯(lián)改裝為電流表 ,在 檢測新制成的電流表時 ,發(fā)現(xiàn)它的示數(shù)總比準確值小一些或稍大一些 .那么應分別采 取下列哪種措施來加以修正

13、() 圖 10-3-4 A. 如果示數(shù)稍小，可在R上串聯(lián)一個比 B. 如果示數(shù)稍小，可在R上并聯(lián)一個比 C. 如果示數(shù)稍大，可在R上串聯(lián)一個比 D. 如果示數(shù)稍大，可在R上并聯(lián)一個比 解析:示數(shù)稍小,說明通過表頭的電流I g偏小,只有減小通過R的電流I R才行, 這樣必使R增大，而R的增大只能串聯(lián)電阻，又因為電流只能發(fā)生稍許變化 所以只 能串聯(lián)一個阻值比R小得多的電阻.示數(shù)稍大，說明通過表頭的電流I g偏大,只有增 大通過R的電流I R才行，這樣必使R減小，而R的減小只能并聯(lián)電阻，又因為電流只 能發(fā)生稍許變化 ,所以只能并聯(lián)一個阻值比 R 大得多的電阻 . 答案:AD 點評:正確理解電流表的改

14、裝原理是解決本題的關鍵 . 【例3】欲用伏安法測定一段阻值為5 Q左右的金屬導線的電阻，要求測量結 果盡量準確 ,備有以下器材 : A. 電池組(3 V、1 Q) B. 電流表(0 3 A、5 Q) C. 電流表(0 A、Q) D. 電壓表(0 3 V、3 k Q) E. 電壓表(0 15 V、15 k Q) F. 滑動變阻器(0 20 A) G. 滑動變阻器(0 200 Q、A) H. 開關、導線 (1) 上述器材中應選用的是 (2) 實驗電路應采用電流表 (3) 畫出實驗電路圖 ; (4) 設實驗中電流表和電壓表的某組示數(shù)如圖 10-3-5 所示,圖中 I= _ A,U= _ V. R 小

15、得多的電阻 R 大得多的電阻 R 小得多的電阻 R 大得多的電阻 接_ 法(填“內”或“外” ); 圖 10-3-5 解析:電源電動勢3 V,內阻1 Q ,待測電阻約為Q ,直接接在電源兩極電流約為 A,滑動變阻器串聯(lián)接入電路中后電流會變小，所以電流表量程選0 A即可,這樣電 流表選C.由于電源電動勢為3 V,所以電壓表量程滿足0 3 V即可,這樣電壓表選 D. 選用滑動變阻器G時最大電流超過A會燒毀,所以不能用，必須選滑動變阻器F. 電壓表D的內阻R V為3 k Q ,電流表內阻g為Q ,而待測電阻約為5 Q ,這樣 電壓表 D 的內阻遠大于待測電阻 ,所以選用電流表外接法時相對誤差較小 .

16、 答案:(1)A、C、D、F、H (2)外 (3) 如圖 10-3-6; 圖 10-3-6 (4) V 點評:電表的選擇既要考慮不超過量程 ,又要考慮方便讀數(shù) . 【例 4】如圖 10-3-7 甲和乙所示的兩種電路中 ,電源相同,各電阻器阻值相同 , 各電流表內阻相等但不可忽略不計，電流表A1、A2、A3和A4讀出的電流分別為 11、12、13、14,則 以下說法中正確的是 () 圖 10-3-7 I1=I3 I1R R 2 1R ,R 2R 1I U =R 2,R 1R R 2. 答案:A 2.電流表 G 的內阻為 R g ,用它測量電壓時 ,量程為 U ;用它改裝成較大量程的 電流表的內阻

17、是R A ,量程為I.這幾個量的關系是() A R g ,I U R g A R g I U A U/I. 答案:C 3. 如圖10-3-9 甲、 乙所示為兩種測電阻 R x 的電路,下面說法正確的是 ( ) 圖10-3-9 A. 甲、乙都對 ,甲比乙的誤差小 B. 甲、乙都對，甲比乙的誤差大 C. 甲測大電阻時誤差小，乙測小電阻時誤差小 D. 甲測小電阻時誤差小，乙測大電阻時誤差小 解析:甲為電流表外接法 ,用來測小電阻 ,乙為電流表內接法 ,用來測大電阻 . 答案:D 4. 如圖 10-3-10 所示的電路為歐姆表原理圖 ,電池的電動勢為 E= V ,內電阻不 計,G為電流表，滿偏電流為2

18、00卩A.當調好零在兩表筆間接一被測電阻 R x時，電 流表G指針示數(shù)為50卩A.那么X的值是() 圖10-3-10 Q 解:析根據(jù)閉合電路歐姆定律列式 I g = Q R E I=x R R E +Q R x =I E - R Q =I E- g I E =? -6Q102005 .1-? Q = X 104 Q = k Q. 答案:B 5. 電動勢為 E=12 V 的電源與電壓表和電流表串聯(lián)成閉合回路 ,如果將一電阻 與電壓表并聯(lián) ,則電壓表讀數(shù)減小為原來的 31 ,電流表的讀數(shù)增大為原來的 3 倍 ,由此可推知電壓表原來的讀數(shù)為 _ 解析:設電壓表和電流表的原來讀數(shù)分別為 U 、I ,電

19、源和電流表的內阻分別為 r 1 和 r 2, 由 閉合電路歐姆定律得 E=U+I(r 1+r 2),E=31 U+3I(r 1+r 2), 代入數(shù)據(jù)解得 U=9 V . 答案:9 V 6. 有一電流表G內阻R g =10 Q ,滿偏電流=1 mA ,現(xiàn)把它改裝成量程是6 V 的伏特表和量程為 2 A 的安培表 ,電路如圖 10-3-11 所示. 圖10-3-11 (1) 當S 1和S 2都斷開和都閉合時各是什么表 (2) R 1 和 R 2 各應等于多少 解析:根據(jù)電壓表和電流表的構成原理可知,S 1、S 2都閉合時，是電流表;S 1、 S 2都斷開時，是電壓表.根據(jù)計算可得R 1= k Q

20、,R 2= Q. 答案:(1)S 1、S 2都閉合時是電流表:S 1、S 2都斷開時是電壓表(2)R 1= k Q ,R 2= Q 加強篇 7. 如圖 10-3-12 所示,一個電壓表由小量程電流表與電阻 R 串聯(lián)而成,若在使用 中發(fā)現(xiàn)此電壓表的讀數(shù)總比準確值稍小一些 ,采用下列哪種措施可能加以改進 ( ) 圖10-3-12 R 小得多的電阻 R 大得多的電阻 R 大得多的電阻 R 小得多的電阻 解析:電壓表讀數(shù)總比準確值稍小一些 ,意味著表頭的指針偏轉角度偏小 ,說明通 過電流表的電流稍小一些 ,也就是電阻 R 的阻值比應串聯(lián)的分壓電阻阻值稍大一些 , 所以應減小 R 的阻值.為了達到此目的

21、 ,不可能再串聯(lián)一個電阻 ,那樣會使總電阻更大 ; 也不能在 R 兩端并聯(lián)阻值比 R 小得多的電阻 ,那樣會使并聯(lián)后的總電阻比 R 小得多 . 如果在 R 兩端并聯(lián)阻值比 R 大得多的電阻,則并聯(lián)后的電阻比 R 稍小. 答案:C 8. 三個相同的電壓表接入電路中 ,如圖 10-3-13 所示,已知電壓表 V 1 的示數(shù)為 8 V ,電壓表 V 3 的示數(shù)應為 5 V ,那么電壓表 V 2 的示數(shù)應為( ) 圖10-3-13 D.大于3 V ,小于5 V解析:非理想電壓表可看作一個特殊的用電器，電壓表的示 數(shù)為該電阻兩端的電壓 ,三個電壓表相同說明它們的內阻、量程相同 .則由歐姆定律 得：I 總

22、=V R U 1,1 3=V R U 3,1 2=1 總-I 3=V R U 1-V R U 3=V R 3 ,即 U 2=3 V. 答案:BA. 在R上串聯(lián)一比 B. 在R上串聯(lián)一比 C. 在R上并聯(lián)一9. 如圖10-3-14, 兩個定值電阻 R 1、R 2串聯(lián)后接在輸出電壓 U 恒為12 V 的 直流電源上 ,有人把一個內電阻不是遠大于 R 1、R 2的電壓表接在 R 1 兩端,電壓 表的示數(shù)為 8 V ,如果他把此電壓表改接在 R 2兩端,則電壓表示數(shù)將 ( ) 圖 10-3-14 A. 小于4 V B. 等于4 V C. 大于4 V ,小于8 V D. 等于或大于8 V 解析:電壓表沒

23、有移動時 ,R 2兩端的電壓是 4 V ,電壓表移動后 ,其與 R 2并聯(lián), 并聯(lián)后的電阻比 R 2 的電阻小 ,同時左側電阻變大 ,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理 ,右側電 路分得的電壓要小于 4 V. 答案:A 10. 如圖10-3-15所示電路,將兩個相同的電流表分別改裝成 A 1(0 3 A )和A 2(0 A )的電流表,把兩個電流表并聯(lián)接入電路中測量電流 .則下列說法中正確的是 ( ) 的指針半偏時 ,電流表 A 2 的指針也半偏 的指針還沒有滿偏 ,電流表 A 2 的指針已經滿偏 的讀數(shù)為 1 A 時,電流表 A 2 的讀數(shù)為 A 的讀數(shù)為 1 A 時,干路中的電流 I 為 A 解析:由

24、于兩個電流表并聯(lián)接入電路中 ,則加在兩電流表上的電壓相等 ,所以指針 偏轉的角度相同 .電流表 A 1 的內阻是 A 2內阻的 5倍,因為兩電流表上的電壓相等 , 所以當A 1的讀數(shù)為1 A時,A 2的讀數(shù)為A ,這樣干路中的電流I就是A. 答案:AD 11._ 如圖10-3-16所示,小量程電流表內阻為100 Q ,滿偏電流g為1 mA ,現(xiàn) 用其改裝成有兩個量程的電壓表 ,量程分別為 3 V 和15 V ,則串聯(lián)電阻 R 1= Q ,R 2= 圖 10-3-16 解析:電流表的滿偏電壓U g =I g R g =1 -B 10100 V= V . 改裝成量程為 U=3 V 的電壓表時 ,由

25、串聯(lián)電路的電壓分配關系可求出應串聯(lián)的電阻 R 1 R 1=g R圖 10-3-15 A. 電流表 A 1 B. 電流表A 1 C. 電流表A 1 D. 電流表A 1 Q. U U R g =g g U U U - R g = Q =2 900 Q .改裝成量程為V 的電壓表時，由串 聯(lián)電路的電壓分配關系可求出應串聯(lián)的電阻 R 2 R 2=g R U U R g =g g U U U - R g = Q =14 900 Q .:2 9答00案14 900 12.某電壓表的內阻在20 k Q 50 k之Q,現(xiàn)要測量其內阻，實驗室可提供下 列可選器材：待測電壓表（量程3 V ）、電流表A 1（量程200卩A ）、電流表Z（量程 5 mA ）、電流表A 3（量程A ）、滑動變阻器R （最大阻值1 k Q ）、電源（電動勢4 V ） 、開關 K 、導線若干 . （1） _ 所提供的電流表中