電學實驗基礎(chǔ)2：改裝電表及校準-2024屆高考物理一輪復習講義

電學實驗基礎(chǔ)2

要點1電壓表和電流表的結(jié)構(gòu)

i.表頭的組成及特點

小量程電流表?(表頭)的三個參數(shù)：

(1)電流表的內(nèi)阻：電流表。的電阻Rg叫作電流表的內(nèi)阻。

(2)滿偏電流：指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流1g叫作滿偏電流。

(3)滿偏電壓：電流表。通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓Ug叫作滿偏電壓。

2.電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)

常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表⑥(表頭)改裝而成的。其本質(zhì)相同，只不過

電壓表內(nèi)阻較大、電流較小；電流表內(nèi)阻較小、電流較大。

電壓表：由?串聯(lián)分壓電阻構(gòu)成。

電流表：由?并聯(lián)分流電阻構(gòu)成。

要點2.電表的改裝

L改裝原則

①改成?串聯(lián)電阻。

②改成?并聯(lián)電阻。

③?①均也可實現(xiàn)相互改裝。

④量程改大不改小

2.注意事項

LG無論改裝成?還是?，其三個特征量Rg、lg、Ug保持不變。

2.用來改裝的電表內(nèi)阻已知。

3,量程不合適、內(nèi)阻已知時、往往暗示需要改裝。

4.改裝后的電壓表示數(shù)指表頭及分壓電阻的總電壓；但G的實際電壓為Rg分到的電壓o

改裝后的電流表示數(shù)指表頭和分流電阻的總電流；但G的實際電壓為Rg分到的電流。

3.改裝示例及計算

1.改成電壓表（串聯(lián)電阻）

U=UR+U9=Ig(R9+R)RV=Rg+R=nRg

Ug_Rg_Ug^_Rg

R=-y-----R=(n—1)R

UjRR~U~R“agg

拓展應(yīng)用

IV.IkQ2kQ

?----------------------------------------------------1

0-?00~0°---(V)—□□----0

JI=IV=1mA

IV.IkQ3VU=3V

1mA.1。2999。

O---(A)—CZI----O

°—(A)—°^==>°(y)—0：i=z^=imA

1mA,1?3Vu=sv

2.改成電流表(并聯(lián)電阻)

RgR_Rg

I=IR+Ig

Rg+Rn

n=RRglg_Rg

Rgrg】RRg(E-Ig)(九—1)

拓展應(yīng)用:

u=iy

r?

；IV、lkfiy1mA

HY)-

°~(y)—°°--(Ah--

141HZzMj

IV、IkQ

1000c1c

堿。七1。

4.復合電表

L雙量程電壓表

i____上_____L_....A....J

o(76b°C

小量程：LU=lg(Rg+Rl)大量程：U-=lg(Rg+Rl+R2)

2雙.量程電流表

ia①

!'——IZZIIZZI

R]

R2-一」

r

小量程：L=lg+R：RzIg大量程：L=lg+*」

3電.壓+電流的復合電表

-------(G)-------i-----1----?----4.%

10-1==h=±J

R3■"d___h-I---t-H"^V~\

R

人1人2'&

odoo66066

123abcd12345

量程分析：略

5.電表校準

1.校準原理

1.電壓表校準

原理：

L改裝后的電壓表與標準電壓表一一并聯(lián)使用（并聯(lián)電壓相同）

2.從零開始校準采用--分壓接法（依次對比0.5、1.0、1.5…）

原理：

L改裝后的電流表與標準電流表-一串聯(lián)使用（串聯(lián)電流相同）

2.從零開始校準采用--分壓接法（依次對比0.5、1.0、L5…）

2.誤差分析

1.定值電阻串大了

2.電壓表電阻取小了

若：改裝表示數(shù)〉標準表示數(shù)一說明：量程改大了一?

?⑥1.定值電阻并小了

°2.電流表電阻取大了

百分比誤差：6=里產(chǎn)100%

UO

Um-—改裝后的滿偏刻度U0---（Um時）標準表的讀數(shù)

題型1.電表改裝A.如果示數(shù)稍微小些，可在R上串聯(lián)一

個比R小得多的電阻

1.基礎(chǔ)電表改裝

B.如果示數(shù)稍微小些，可在R上并聯(lián)一

經(jīng)典例題

個比R大得多的電阻

典例1

C.如果示數(shù)稍微大些，可在R上串聯(lián)一

.電流表的內(nèi)阻是Rg=200Q滿刻度電流

個比R小得多的電阻

值是『500山\,現(xiàn)欲把這電流表改裝成量程

D.如果示數(shù)稍微大些，可在R上并聯(lián)一

為2.0V的電壓表，正確的方法是（）

個比R大得多的電阻

A,應(yīng)并聯(lián)一個3800Q的電阻

【答案】AD

B,應(yīng)串聯(lián)一個3800Q的電阻【解析】如果示數(shù)稍微小些，說明通過分流電

阻的電流偏大，分流電阻偏小，為校準電流表，應(yīng)

C,應(yīng)并聯(lián)一個0.05Q的電阻增加分流電阻阻值，可以在R上串聯(lián)一個比R小得

多電阻，故A正確，B錯誤；如果示數(shù)稍微大，說

D,應(yīng)串聯(lián)一個0.05Q的電阻明通過分流電阻的電流偏小，分流電阻偏大，為校

準電流表，應(yīng)減小分流電阻阻值，可以將分流電阻

【答案】B

變得稍小些即可，可以在R上并聯(lián)一比R大得多的

【解析】把電流表改裝成2V的電壓表需要串

電阻，故C錯誤，D正確；故選AD.

聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻阻值為：

U2典例

R=一一R=----------^-200=3800Q3

4'500X1M;故B正確，ACD錯誤;

故選B.如圖所示電流計的滿偏電壓為0.2V,內(nèi)

典例2阻為200Q,Ri=1800Q,該改裝的電表叫做

如圖所示，用小量程電流表卷與一電阻（選填“電壓表”或“電流表），改裝后

并聯(lián)可制成一電流表，在檢測新制成的電

R的量程是o

流表時，如果發(fā)現(xiàn)它的示數(shù)總比準確值稍微

小一些或稍微大一些，那么應(yīng)分別采取什么

措施加以修正（）

_?-【答案】電壓表2V

【詳解】

,-I-------1~!

山電流計與大阻值定值電阻串聯(lián)，為電壓表。

R

[2]根據(jù)串并聯(lián)關(guān)系有

U

U=Ig（Ri+Rg）=^g（R]+Rg）（多選）如圖所不，甲、乙兩電路都是由

Kg

代入數(shù)據(jù)解得

一個靈敏電流表G和一個變阻器R組成的,

U=2V

鞏固提升下列說法正確的是（）

鞏固1

如圖所示，虛線框內(nèi)為改裝好的電表，

M、N為新表的接線柱。已知靈敏電流計G的

滿偏電流為lOOpA,內(nèi)阻為490Q,電阻箱讀

A.甲表是電流表，R增大時量程增大

數(shù)為10Q,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算可知改裝的電

B.甲表是電流表，R增大時量程減小

C.乙表是電壓表，R增大時量程增大

D.乙表是電壓表，R增大時量程減小

【答案】BC

【解析】由電表的改裝原理可知，電流表應(yīng)是

G與R并聯(lián)，改裝后加在G兩端的最大電壓5=

A.電壓表，量程為0~lmVIgRg不變，所以并聯(lián)電阻R越大，l=lg+k越小，即

量程越小，A錯誤，B正確；電壓表應(yīng)是G與R串

B.電壓表，量程為0?500mV聯(lián)改裝后量程U=lgRg+|gR,可知R越大，量程

越大，C正確，D錯誤。

C.電流表，量程為0?IpA

鞏固3

D.電流表，量程為0?5mA如圖所示，電流表A1（0-3A）和A2

【答案】D

【詳解】（0-0.6A）是由兩個相同的電流計改裝而成,

改裝為大量程的電壓表需要串聯(lián)上一個大的電

現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中。閉合

阻，改裝為大量程的電壓表需要并聯(lián)上一個小的電

阻，如圖所示電阻箱與電流計并聯(lián)，可知改裝為電開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器，下列說法中正確

流表，其量程為

的是（）

=5.0x10-3A=5mA_/

所以ABC錯誤；D正確；

故選D。

鞏固2A.4、A2的讀數(shù)之比為1：1

B.Ai、A2的讀數(shù)之比為1：5D.改裝時應(yīng)串聯(lián)一個2800Q的電阻,

CAi、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：5被測電壓的大小是1.2V

【答案】C

D.A］、A?的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：1

【分析】

【答案】D應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出串聯(lián)電

阻阻值。本題考查了電壓表與電流表的改裝，知道

【解析】由電表Ai、A2量程之比5：1,則其

電表改裝原理，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律可

以解題。

內(nèi)阻由R=心可得內(nèi)阻之比為1：5；A］、A2并聯(lián)，

【詳解】

將靈敏電流計改裝為電壓表，需串聯(lián)一個電阻,

故流經(jīng)Ai、A?電流之比等于內(nèi)阻的反比，即流經(jīng)A1、

阻值為

A2電流之比為5：1,所以讀數(shù)之比為5：1,由電

表改裝原理可得Ai、A?并聯(lián)，故流經(jīng)電流計電流計改裝后的電壓表的內(nèi)阻為3000Q,被測的電壓

的相等，兩指針偏轉(zhuǎn)角度相等，故A、B、C錯誤;大小為

D正確；U=IRv=0.6V

故選D。故C正確，ABD錯誤。

故選Co

拓展拔高

拓展2

拓展1

在如圖所示的電路中，小量程電表頭的

現(xiàn)有一個靈敏電流計，它的滿偏電流為

內(nèi)阻々=1000,滿偏電流Ig=1mA,Ri

%=1mA,內(nèi)阻Rg=200（1?，F(xiàn)將它改裝成

=290011,R2=20flo

量程為3V的電壓表，并用改裝后的電壓表（1）當Si和邑均斷開時，改裝所成的表是

測量電壓時，指針指在表盤上原來0.2mA處。表（填“電流”或“電壓；）。量程o

則以下說法正確的是（）

（2）當S］和邑均閉合時，改裝所成的表是

A.改裝時應(yīng)并聯(lián)一個280Q的電阻，被

表（填“電流"或‘‘電國'）。量程O

測電壓的大小是0.6V

B.改裝時應(yīng)并聯(lián)一個280Q的電阻，被

測電壓的大小是1.2V

【答案】電壓3V電流6mA

C.改裝時應(yīng)串聯(lián)一個2800Q的電阻，

【詳解】

根據(jù)串聯(lián)電阻具有分壓作用可知，，

被測電壓的大小是0.6V

和S2斷開時，電流計與1串聯(lián)，改裝的應(yīng)是電壓

表，由IgRgIgRg

Rp=詈==l.on

U=Ig（Rg+Ri）=3V

可知電壓表的量程是3V；（2）[2]由圖2知流過毫安表A表的電流為

⑵⑶⑷當，和S2均閉合時，電流表與電阻R249.5mAo

并聯(lián)，改裝的應(yīng)是電流表，由

[3]設(shè)此時流過表頭的電流為g,流過電阻Rp的

電流為％,由于表頭電阻Rg和Rp并聯(lián)，則有

所以電流表的量程是6mA；

拓展3igRg=ipRp,r=ig+ip

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

圖1是改裝并校準電流表的電路圖，已

Ip之49.0m

知表頭a的量程為％=600RA內(nèi)阻為Rg2.復合電表改裝

=99Q,亳安表A是標準電流表，要求改裝

經(jīng)典例題

后的電流表量程為1=60mA。完成下列填空。

典例1

如圖所示為雙量程電壓表的改裝示意圖,

當使用a、b兩個接線柱時，量程為0?3V,

圖1

當使用a、c兩個接線柱時，量程為0?15V。

（1）圖工中分流電阻Rp的阻值為

已知表頭的內(nèi)阻Rg=500Q,滿偏電流

l=lmA,下列說法中正確的是（）

（2）在電表改裝成后的某次校準測量g

中，毫安表A表的示數(shù)如圖所是，由此讀出

流過A電流表的電流為mAo此時0(7°b°C

3V15V

流過分流電阻的電流為（保

RpmAA.當使用a、b兩個接線柱時，其對應(yīng)

留一位小數(shù)）

的電壓表的內(nèi)阻為3500Q

【答案】1.0。49.549.0

【詳解】B.當使用a、c兩個接線柱時，其對應(yīng)

（1）口]由于表頭電阻Rg和Rp并聯(lián)，則的電壓表的內(nèi)阻為15kQ

【gRg=ipRp,I=ig+ipC.定值電阻R[=2500Q

解得

D.定值電阻R2=14500Q

【答案】BC

程為10mA

【詳解】

AC.當使用a、b兩個接線柱時【答案】B

53【詳解】

R?+R1=k="°C=3000(1

83、項：若使用和兩個接線柱，毫安表

Ig10-ABab

即對應(yīng)的電壓表的內(nèi)阻為3000Q,則定值電阻

與Rz串聯(lián)再與R1并聯(lián)，電表量程為：Imax=

Ri=2500Q

選項A錯誤，C正確；

IE(R+R2)+25mA故A錯誤，B正確；

BD.當使用a、c兩個接線柱時K1

U15c、D項：若使用a和c兩個接線柱，R1與R2

Rg+Ri+R2=廠2=——rfl=1500011

g1zIIO-3

g串聯(lián)，再與毫安表并聯(lián)，電表量程為：Imax=1g+

即對應(yīng)的電壓表的內(nèi)阻為15kQ,定值電阻

R=12000Q

2普=5mA,故C、D錯誤.

選項B正確，D錯誤。

故選BCO故選B.

典例2典例3

某同學將一毫安表改裝成雙量程電流如圖所示，其中電流表A的量程為0.6

表.如圖所示，已知毫安表表頭的內(nèi)阻為

A,表盤均勻劃分為30個小格，每小格表示

100Q,滿偏電流為1mA；Ri和R2為定值電

0.02A；R]的阻值等于電流表內(nèi)阻的一半；

阻，且R[=5Q,R2=20Q,則下列說法正確的

R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍，若用電流

表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,

則下列分析正確的是()

A.若使用a和b兩個接線柱，電表量

程為24mA

A.將接線柱1、2接入電路時，每一小格

B.若使用a和b兩個接線柱，電表量

表示0.06A

程為25mA

B,將接線柱1、2接入電路時，每一小格

C.若使用a和c兩個接線柱，電表量

表示0.02A

程為4mA

C,將接線柱1、3接入電路時，每一小格

D.若使用a和c兩個接線柱，電表量

表示0.06A

D,將接線柱1、3接入電路時，每一小9:1,即Ri=/Rg+R2),整理可得R2=35Q,RI

格表示0.01A=150;

【答案】AC

鞏固

【解析】AB.當接線柱1、2接入電路時，電流2

表A與L并聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，七分

實驗室常用的雙量程電流表（0.6A量程

流為1.2A,故量程為1.2A+0.6A=1.8A,故每一

小格表示。06A,故A正確,B錯誤;

和3A量程）的內(nèi)部構(gòu)造如圖所示。已知表

CD.當接線柱1、3接入電路時，人與比并聯(lián)后

與Rz串聯(lián)，電流表的量程仍為1.8A,故每一小格

頭內(nèi)阻Rg=20Q,滿偏電流*=200mA,下

表示0.06A,故C正確，D錯誤.

列說法正確的是（）

鞏固提升

鞏固1

某同學對毫安表進行改裝.

6A6B6C

當使用A、B兩個端點時，電流表的量

程為0.6A

如圖所示，已知毫安表表頭的內(nèi)阻為

電阻

100Q,滿偏電流為工mA；R1和R2為阻值固B.R1=6Q,R2=24Q

電阻

定的電阻.若使用a和b兩個接線柱，電表C.Ri=5Q,R2=20Q

量程為3mA；若使用a和c兩個接線柱，電D.電阻R1=2Q,R2=8Q

【答案】D

表量程為10mA.則表頭中電阻％=【詳解】

A.接A、B時，Ri起分流作用為一支路，R

Q,R2=Q.g

【答案】

1535與R2串聯(lián)為一支路，此時的量程為

【解析】

定值電阻和毫安表都是并聯(lián)關(guān)系，電壓相等，.T上Ig（Rg+R2）

L=Ig+

電流和電阻成反比，若使用a和b兩個接線柱，量

程為3mA,貝IJ通過Ri和R2的為2mA,電流比為1:2,當接A、C時，也與R2串聯(lián)起分流作用為一支

所以電阻比為2:1,可得&+1<2=｝力=50。.若路，Rg為一支路，此時的量程為

使用和兩個接線柱，電表量程為通過*Rg

ac10mA,12=%+六￡

Ri的電流為9mA,電流比為1:9,可得電阻比為比較可知

h>12

可知當使用A、B兩個端點時，電流表的量程n=ioon；當接0、b接線柱時當電壓表用，根據(jù)

為3A,故A錯誤;

串聯(lián)電路得特點得：％Rg+iR2=u；解得：R2=

BCD.由

￡RgUTgRg3-100x10-6x900

I2=Ig+二：=0.6A-lxlO-3-Q=2910Q故B正確，ACD

Ri+R2

錯誤，故選B.

TJ(Rg+R2)

[i=】g+-R；=3A

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得拓展拔高

Ri=2Q

拓展1

R2=811

故D正確，BC錯誤。如圖所示是三量程直流電表的原理圖，

故選D。

已知表頭G的滿偏電流％=6mA,內(nèi)阻Rg

鞏固3

=10Q,定值電阻R]=0.1Q、R2=9.9Q、

某同學用一個微安表頭(量程1005內(nèi)阻

R3=995Q。當使用a、b兩個端點時，是量

900Q)；電阻箱網(wǎng)和電阻箱R2組裝一個多用

程為Ii的電流表，當使用a、c兩個端點時，

電表，有電流1mA和電壓3V兩擋，改裝電是量程為b的電流表；當使用a、d兩個端點

路如圖所示，則Ri、R2應(yīng)調(diào)到多大阻值(時，是量程為U的電壓表。求量程II、打、U

的值。

)

!-I\—'

:：

[000!

!?ab!

【答案】h=1.2A;I2=12mA;U=12V

A.Ri=100,R=3000

2【詳解】

根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律有

B.%=100,R=2910

2*Rg=(12-口(R1+R2)

R

%出+Rg)=Ch-lg)i

C.Ri=90,R2=3000

_(R1+R2)Rg_

K_(Ri+Rz)+Rg-J”

D.Ri=90,R2=2910

u=I2(R+R3)

【答案】B

聯(lián)立解得II=1.2AI=12mAU=12V

【詳解】2

微安表并聯(lián)一個小電阻改裝成大量程得電流表,

拓展

串聯(lián)一個大電阻改裝成大量程的電壓表.根據(jù)改裝2

圖所示：當接。、a接線柱時當電流表用，根據(jù)并某同學改裝電壓表的電路圖如圖所示，

聯(lián)電路特點得：IgRg=(I一%)點圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。已知表

6頭G滿偏電流為200|JA,表頭上標記的內(nèi)

代入數(shù)據(jù)解得：％=品100xlQ-x900

lxl0-3-100xl0-6

0

阻值為400Q。Ri、R2和R3是定值電阻。禾U

T中h--T

&R?

用R1和表頭構(gòu)成1mA的電流表，然后再將□006d

12345

其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b⑴若使用1、2接線柱電路可做表。

兩個接線柱，電壓表的量程為工V；若使用a、⑵若使用1、5接線柱電路可做表,

c兩個接線柱，電壓表的量程為3V。則根據(jù)量程為

題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選【答案】電流電壓5V

Ri=Q,R2=Q,R3=Qo【詳解】

⑴⑴使用1、2接線柱，N作為分流電阻，則

氏R3

?■<--------可做電流表；

R,⑵⑵使用1、5接線柱電路可做電壓表;

［3］根據(jù)并聯(lián)電路，電流與電阻成反比有

【答案】1009202000%Rg=h（Ri+口2）

【詳解】解得

口］表頭改裝成量程為l=lmA的電流表，需要IgRg1x10-3X80

mA=4X10-3mA

并聯(lián)的小電阻為Ri+R210+10

電壓表的量程

R-IgRg200X10—6x400

10011

1x10-3-200x10-6=U=IgRg+(lg+h)(R3+R4)

代入數(shù)據(jù)

［2］改裝成量程為U尸IV的電壓表，需要串聯(lián)

的電阻U=1x10-3x80V+(1+4)x10-3

x(194+790)V

Ui-IRg1-200x10-6*400

0=920。解得

R2=-F1xIO-3

網(wǎng)改裝成量程為U=3V電壓表，需要串聯(lián)的U=5V

電阻題型2.電表改裝及校準

6

U2-IgRg3-200X10-X400

R2+R3Q

I1X10-3

=2920。經(jīng)典例題

聯(lián)立解得

典例1

R3=2000Q

小明同學在改裝電表時發(fā)現(xiàn)，電壓表由

拓展3

如圖所示，電路由電流計與四個電阻連靈敏電流計G和電阻R串聯(lián)而成。若使用過

接而成，電流計內(nèi)阻Rg=80Q,滿偏電流%程中發(fā)現(xiàn)這個電壓表的讀數(shù)總比標準電壓表

讀數(shù)低一些，為了使它讀數(shù)更加準確，應(yīng)當

=1mA,Ri=10Q,R=10。，R3=19411,

2在原電路中（）

R4=790￡lo

A.在電阻R兩端串聯(lián)一個比R大得多

的電阻所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。

B.在電阻R兩端并聯(lián)一個比R大得多(1)已知表頭G滿偏電流為100nA,

表頭上標記的內(nèi)阻值為%、和

的電阻900QoR2R3

C.在電阻R兩端并聯(lián)一個比R小得多是定值電阻。利用&和表頭構(gòu)成量程為1

mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程

的電阻

的電壓表。若使用a、b兩個接線柱，電壓

D.在電阻R兩端串聯(lián)一個比R小得多

表的量程為1V；若使用a、c兩個接線柱，

的電阻

【答案】B電壓表的量程為3V。則根據(jù)題給條件，定

【詳解】

值電阻的阻值應(yīng)選&=Q,R=

根據(jù)電壓表的改裝及讀數(shù)原理可知，若電壓表2

讀數(shù)偏小，說明通過電壓表的電流偏小，所以只需Q,R3=Q0

減小電壓表的內(nèi)阻即可，根據(jù)串并聯(lián)的特點可知，

應(yīng)在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻即可，故B正確,

ACD錯誤。

故選Bo

典例2

將一個表頭并聯(lián)一個電阻R就改裝成了

(2)用量程為3V,內(nèi)阻為2500Q的標

一個大量程的電流表.把改裝后的電表和一

準電壓表⑦對改裝表3V擋的不同刻度進行

個標準電流表串聯(lián)后去測量電流，發(fā)現(xiàn)標準

校準。所用電池的電動勢E為5V；滑動變

電表的示數(shù)為1A,改裝電表的示數(shù)為

阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50Q

0.95A.為了使改裝表與標準電表測量值一

和為了方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中

致，下列說法正確的是5kQ,R

應(yīng)選用最大阻值為的滑動變阻器。

A.在R上并聯(lián)一個阻值很大的電阻Q

⑶校準時，在閉合開關(guān)S前，滑動變阻

B.在R上并聯(lián)一個阻值很小的電阻

器的滑動端P應(yīng)靠近_____(填“M，或“N”)端。

C.在R上串聯(lián)一個阻值很大的電阻