电学实验3电流表改装电压表.doc

3 实验—电流表改装为电压表
【实验目的】
“半偏法”测电流表内阻的原理.
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【实验原理】
一个电流表有两个参量,即,其额定电压为,由于很小(几百微安~几十毫安),通常为几百欧姆,,可在电流表上串联一个大阻值的电阻,把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,-1所示.
说明:①电流表的满偏电流可从表盘上直接读出.
②电流表的内阻可用“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,闭合后,R大小不变,改变电阻箱R′的阻值,,则R的值很大,在开关闭合前后,线路上的总阻值变化很小,我们就认为不变,因此干路上的电流也不变,当电流表的指针半偏时,流过电阻箱R′的电流与通过电流表的电流相等,则.
注意:
1 电位器的阻值很大,在闭合前,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′.
5 校对改装后的电压表时,应采用分压式电路,变阻器阻值应较小,使改装电压表的示数从零开始增加。
【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.
(3)若要改装成量程为U的电压表,据知,电流表需串联的电阻.
(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,事实上当闭合后电路结构已发生变化,导致线路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律知,线路上的电流增大,当流过电流表的电流为时,流过电阻箱的电流大于,故知,即“半偏法”把电流表的内阻测小了.
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.
【问题与讨论】
1. 半偏法测电阻时,为什么当R比R′大很多时,可以认为rg=R′?
。
、内阻为Rg的电压表改装成量程为I的电流表?
【经典例题】
例1、实验图8-4是“半偏法”测电流表内阻的电路图,图中R是__________,R′是__________,正确连接后,实验步骤如下:
,调整R的阻值,使电流表指针偏转满刻度
,记下R′的阻值
,调整R和R′的阻值,使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半
,将R阻值调到最大
上述__________项步骤有错误,′比R__________时才可认为,因为并入R′后电路的总电流会变__________,故的真实值比R′要稍__________.
分析:图中的R应为电位器,R′是电阻箱,因为R是为调整满偏,而R′是为了调整电流表半偏时读出