基础课3电学实验基础
电流表、电压表的读数及改装
1．两种电表的读数方法
电流表
电压表
符号
参数
量程：0～0.6A，0～3A
内阻：小于1Ω
量程：0～3V，0～15V
内阻：3kΩ，15kΩ
读数
方法
视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3A量程估读到最小分度的eq\f(1,10)，0.6A量程的估读到最小分度的eq\f(1,2)
视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3V量程估读到最小分度的eq\f(1,10)，15V量程的估读到最小分度的eq\f(1,5)
2.电表的改装
改装成电压表
改装成电流表
内部电路
改装原理
串联分压
并联分流
改装后的量程
U＝Ig(R＋Rg)
I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig
量程扩大的倍数
n＝eq\f(U,Ug)
n＝eq\f(I,Ig)
接入电阻的阻值
R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝(n－1)Rg
R＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,n－1)
改装后的总内阻
RV＝Rg＋R＝nRg
RA＝eq\f(R·Rg,R＋Rg)＝eq\f(Rg,n)
校对电路
改装成的电流表
改装成的电压表
1．[电压表、电流表和电阻箱的读数](1)①图1所示的电流表使用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。
②图2所示的电压表使用较小量程时，每小格表示________V，图中指针的示数为________V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针指示的是________V。
图1图2
(2)旋钮式电阻箱如图3所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω。今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简单的操作方法是________。若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________。
图3
解析(1)①电流表使用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，指针的示数为0.44A；当换用3A量程时，每一小格为0.1A，指针示数为2.20A。
②电压表使用3V量程时，每小格表示0.1V，指针示数为1.40V；使用15V量程时，每小格为0.5V，指针示数为7.0V。
(2)电阻为1987Ω。最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9999Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9999Ω＝19998Ω。故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19998Ω。
答案(1)①0.020.440.12.20②0.11.400.57.0(2)1987将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到00～19998Ω
2．[电流表、电压表的改装]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6V的电压表与一个量程为0.6A的电流表，但实验室为其提供的器材有两个满偏电流为Ig＝3mA、内阻为Rg＝120Ω的电流表，两个最大阻值为9999.9Ω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6V的电压表需将__________联的电阻箱调到__________Ω，要得到量程为0.6A的电流表需将__________联的电阻箱调到__________Ω。
解析要将提供的电流表改装成量程为6V的电压表，应串联一个电阻，设应串联电阻的阻值为R1，则Ug＝IgRg＝3×10－3×120V＝0.36V，UR1＝U－Ug＝6V－0.36V＝5.64V，根据串联电路中的电压分配关系可得R1＝eq\f(UR1,Ug)Rg＝eq\f(5.64,0.36)×120Ω＝1880Ω，即应串联一个1880Ω的电阻，故串联的电阻箱应调到1880Ω。
要将提供的电流表改装成量程为0.6A的电流表，应并联一个电阻，设应并联电阻的阻值为R2，则IR2＝I－Ig＝0.6A－3×10－3A＝0.597A，根据并联电路中的电流分配关系可得R2＝eq\f(Ig,IR2)Rg＝eq\f(0.003,0.597)×120Ω＝0.6Ω，即应并联一个0.6Ω的电阻，故并联的电阻箱应调到0.6Ω。
答案串1880并0.6
测量电路与控制电路的选择与设计
1．测量电路
(1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压
U测＝Ux＋UA
电压表分流
I测＝Ix＋IV
电阻