把电流表改装为电压表
实验 把电流表改装为电压表
【实验目的】
1．知道用“半偏法”测电流表内阻的原理．
2．会根据实验原理选择实验所需器材．
【实验原理】
一个电流表有两个参量，即I g 和R g ，其额定电压为U g =I g R g ，由于I g 很小(几百微安～几十毫安) ，R g 通常为几百欧姆，故U g 比较小．为测量较大的电压值，可在电流表上串联一个大阻值的电阻R 1，把R 1作为电流表内阻的一部分，这样的电
流表就可分担较大的电压，改装后作为电压表使用．如实验图8-1
所示．
说明：①电流表的满偏电流I g 可从表盘上直接读出．
②电流表的内阻R g 可用“半偏法”测出，电路如实验图8-2
所示．
测量原理：电阻箱R ′未接入电路时，调节R 的大小，使电流表满偏，闭合S 2后，R 大小不变，改变电阻箱R ′的阻值，
使电流表半偏．由于I g 很小，则R 的值很大，在开关S 2闭合前后，线路上的总阻值变化很小，我们就认为不变，因此干路上的电流I
g 也不变，当电流表
箱R ′的电流与通过电流表的电流相等，则R ' =R g ．
注意：
①电位器的阻值很大，在闭合S 1前，其阻值应调至最大．
②电阻箱R ′不能用变阻器替代．
③测电流表内阻时，在S 2闭合后，不能再调节R ，以保持电路中总电流不变． ④测电流表内阻时，必须确保R>>R′．
【实验器材】
电流表、电位器、电阻箱、电源、开关(两个) 标准电压表及导线若干．
【实验步骤】
(1)按实验图8-2连接好电路．
(2)利用“半偏法”测出电流表的内阻R g ．
(3)若要改装成量程为U 的电压表，据R 总=的指针半偏时，流过电阻U U -R g ．知，电流表需串联的电阻R 1= I g I g
(4)利用实验图8-3所示电路，对改装的电压表进行校对．
注意：①校对改装的电表时，若要从零开始连续校对，则变
阻器必须接成分压式．
②弄清改装后电流表的表盘上刻度示数的大小． ③相对误差的计算式为
【误差分析】
利用“半偏法”测出电流表内阻R g =R ' ，事实上当S 2闭合后电路结构已发生变化，导致线路总电阻R 总减小，由闭合电路的欧姆定律I =|U 真-U 改|U 真⨯100%． E 知，线路上的电流增大，当流R +r
过电流表的电流为I g /2时，流过电阻箱的电流大于I g /2，故知R '
内阻较小的电流表改装成电压表后，电压表内阻的真实值比计算值大，故改装量程偏大．
【选做题目】
例. 现有一块59C2型的小量程电流表G （表头），满偏电流为50μA ，内阻约为
800～850Ω，把它改装成1mA 、10mA 的两量程电流表。
可供选择的器材有：
滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω； 电位器R 2，最大阻值100k Ω
电阻箱R '，最大阻值9999Ω 定值电阻R 0，阻值1k Ω；
电池E 1，电动势1.5V ；电池E 2，电动势3.0V ；电池E 3，电动势4.5V ；（所有电池内阻均不计）
标准电流表A ，满偏电流1.5 mA；
单刀单掷开关S 1和S 2，单刀双掷开关S 3，电阻丝及导线若
干。