1、专题25 电流表和电压表的改装 知识点剖析1.小量程的电流表G（表头）表头的三个主要参数内阻Rg：小量程电流表G的电阻；满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流；满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压；根据部分电路欧姆定律可知，满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug满足关系：Ug=IgRg注意：灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug一般比较小，若通过电流计的电流大于Ig，电流表会被烧坏2.小量程电流表改装成电压表或大量程电流表（1）将满偏电压为Ug、内阻为Rg的小量程电流表改装成量程为U的电压表，需要串联一个电阻。（2）将满偏电流为Ig、内阻为Rg的小量程电流
2、表改装成量程为I的电流表，需要并联一个电阻。（3）小量程电流表改装成电压表或大量程电流表的比较：改装成电压表改装成电流表内部电路作用分压分流改装时需要串联或并联的电阻的阻值电表的总内阻注意：关于电表改装的几点说明1.电表改装实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可。2.无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的。3.改装后的电压表量程越大，则内阻越大；改装后的电流表量程越大，则内阻越小。 例题赏析1如图所示是汽车油量表工作原理的示意图，图中油量表实质是一个电流表，当油量减少时电路中R接入电路的电阻_，油量表的示数_（填“变大”、“变小
3、”或“不变”）。【答案】变大 变小 【解析】12由图可知，当油量减少时，浮标下降，浮标推动指针上移，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据可知，电路中的电流变小，即油量表的示数变小。2已知电流表G的满偏电流（即电流表指针偏转到最大刻度时的电流）为1mA，内阻600，现将其与一定值电阻R1串联改装成量程为15V的电压表，如图a所示。(1)求电流表G指针满偏时，它两端电压为多少？(2)求改装后的电压表电阻RV的大小；(3)如图b所示，将改装后的电压表接入电路，电源电压15V不变，电阻R2=6000，改变接入的可变电阻大小，使电压表示数为5V，求此时可变电阻大小以及加在电压表内部表头G两端的电压。【答案
4、】(1) 0.6V (2) 1.5104 (3)3750，0.2V【解析】(1) 由得，电流表的满偏电压为(2)改装后的电压表电阻RV的大小为(3)由如图b可知，RV与R1并联后再与R2串联，此时电压表的示数U1=5V，则电压表和R1两端电压均为5V，此时通过电压表的电流电阻R2两端的电压通过R2的电流即干路电流为则通过可变电阻R1的电流为此时可变电阻R1的阻值为则原电流计G两端的电压答：(1)求电流表G指针满偏时，它两端电压为0.6V；(2)改装后的电压表电阻RV的大小为1.5104；(3)可变电阻大小为3750，加在电压表内部表头G两端的电压0.2V。3有一个量程为0 1mA的小量程电流表
5、G，内阻Rg=30，选择一定值电阻 R0与它并联起来，如图所示。将A、B两端接入电路（图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流）。(1)调节电路，使电流表的指针指在最大刻度处（即1mA） ，这时电流I为0.6A，求电阻R0的值（计算结果保留两位小数） ；(2)继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央（即0.5mA），此时电流I变为多少？【答案】(1)0.05 (2)0.3A【解析】(1)电流表两端电压电流表G与电阻R0并联，故R0两端电压U0=Ug=0.03V通过R0的电流R0的阻值为(2)电流表的示数为0.5mA时，Rg两端电压R0两端电压通过R0的电流干路中总电流为答：(1)电阻R0的
6、值为0.05；(2)继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央（即0.5mA），此时电流I变为0.3A。4如图甲所示是某电子秤原理图。托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长为10cm的均匀电阻丝。空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值为40，电源电压恒为3V。图乙是托盘所受压力F与弹簧形变量的变化关系图像。请完成以下问题：(1)图甲中的“质量表”是用什么电学仪表改装的？(2)空盘时，闭合开关S，若电路中的电流为0.3A，求R0的阻值；(3)当电路中电流为0.1A时，求托盘内物体的质量。（g取10N/kg）【答案】(1)电流表
7、；(2) ；(3)【解析】(1)图中质量表串联在电路中，由电流表改装的。(2)空盘时，电路为R0的简单电路，则R0的阻值(3)当电路中电流为0.1A时，电路中的总电阻滑动变阻器接入电路中的电阻R是一根长为10cm的均匀电阻丝，且最大阻值为40，弹簧的压缩量由图乙可知托盘受到的压力，则物体的质量5实验室做电学实验用的电压表实际上是用小量程的电流表改装而成的。如图甲是一个满偏电流值为Ig=3 mA的电流表，其内阻 Rg=20。在电路中，等效于一个定值电阻Rg与能显示电流的表盘G串联在一起（如图乙），同样遵从欧姆定律。(1)当有电流通过时，电流可以从表盘G上读出，这时两接线柱AB之间有一定的电压，此
8、时小量程电流表实际上也可以当成一个小量程的电压表。此电压表的最大测量值是多少？(2)如图丙所示，若将这个小量程电流表串联一个定值电阻RA后，在AB之间加上3V电压时，通过表盘G的电流达到最大值3 mA，这样AB之间就相当于一个量程为03 V的电压表，求串联的定值电阻RA的大小；(3)求如果再串联一个阻值为5 000 的定值电阻Rg，则AC之间就相当于一个量程多大的电压表？【答案】(1)；(2)；(3)018V【解析】(1)最大测量值(2)A、B之间的总电阻串联电阻(3)最大测量值即A、C之间就相当于一个量程为0 18V的电压表。答：(1)图乙中电压表的最大测量值是0.06V；(2)图丙中，串联
9、的定值电阻RA的大小为980；(3)求如果再串联一个阻值为5 000 的定值电阻Rg，则A、C之间就相当于一个量程为0 18V的电压表。6图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点的电路图实验所选用的器材均能符合实验要求，其中部分器材的规格如下：小灯泡额定电压3.8V,额定电流0.32A）；电压表（量程3V，内阻3000）；电流表（量程500mA，内阻0.5）,定值电阻R0（限值1000）按电路图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至某一位置时，发现电压表的示数为2.7V ,电流表的示数为315mA求此时（1）小灯泡两端的电压; （2）通过小灯泡的电流;（3）小灯泡灯丝的阻值【答案】（1）3.
10、6V （2）314.1mA （3）11.461【解析】由图可知：这是一个混联电路，电压表和定值电阻R0串联后，分别和小灯泡L以及滑动变阻器R的右半部分并联后又与滑动变阻器R的左半部分串联；电流表是测小灯泡L所在支路和电压表及定值电阻R0所在支路两条支路的总电流（1）电压表和定值电阻R0串联，电压表的示数为2.7V，所以定值电阻R0的电流则定值电阻R0的电压根据并联电路的电压特点，所以小灯泡两端的电压为3.6V；（2）电流表的示数为315mA，定值电阻R0的电流为0.0009A=0.9mA，根据并联电路的电流特点，所以通过小灯泡的电流（3）小灯泡灯丝的阻值7实验室使用的电压表是由小量程的电流计改
11、装而成的,图中G就是一个小量程的电流计,其内阻为Rg,当它指针偏转到最大刻度时通过的电流叫满偏电流Ig,此时加在它两端的电压叫满偏电压Ug,已知电压表的内阻Rg=100 ,满偏电流Ig=1 mA如果使用a和b两接线柱时,可改装成量程为3 V的电压表V1;如果使用a和c两接线柱时,可改装成量程为15 V的电压表V2,如图甲所示求:(1)满偏电压Ug_;(2)定值电阻R1、R2的阻值_、_;(3)为了检验改装后的电压表是否准确,小华利用如图乙所示的电路进行检查,当标准电压表V的示数为2.4 V时,电流计的指针应指在多少毫安处才能说明改装后的电压表是准确的_?【答案】（1）0.1V；（2）12000
12、欧；（3）0.8mA【解析】（1）根据可得，满偏电压为：（2）根据题意得，接ab时，量程为3V，电流为1mA，根据欧姆定律可得R1的阻值为：；接ac时，量程为15V，电流为1mA，根据欧姆定律可得R2的阻值为：；（3）根据图乙可知，标准电压表V与改装电压表是并联，标准电压表示数为2.4V，说明电流计和定值电阻R1两端的总电压为2.4V；通过电流计的电流为：即电流计的指针应指在8毫安处8实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的图中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=1mA的电流表，其电阻Rg=100，图为某同学改装后的电流表电路图，R1、R2为定值电阻若使用a和b
13、两个接线柱时，电表的量程为3mA；若使用a和c两个接线柱时，电表的量程为10mA，求R1 ， R2的阻值【答案】R1=15，R2=35【解析】（1）若使用a和b两个接线柱时，电阻R1、R2串联后再与灵敏电流表G并联，所以根据并联电路的电压特点可知：UG=U串=IGRG=110-3A100=0.1V，电表的量程为3mA，所以通过R1、R2支路的电流为I12=I-IG=3mA-1mA=2mA，R1、R2的总电阻.（2）若使用a和c两个接线柱时，灵敏电流表G和R2串联以后再和R1并联，所以根据串联电路的电压特点可知：UG+U2=U1，Ig（Rg+R2）=I1R1=（I-Ig）R10.001A（100
14、+R2）=（0.01A-0.001A）R1.解得：R1=15 R2=35答：电阻R1、R2分别为15、359如图所示虚线框内的电路，G为小量程电流表，Ro为定值电阻，电源电压为1.5V，A、B为两个表笔（相当于两根导线），分别与框内的电路相连现将两个表笔A、B直接连接起来，调节滑动变阻器使电流表的指针偏转到最大位置处（满偏），此时电路中总电阻为150，此后始终保持滑片P位置不变（1）求当电流表的指针偏转到最大位置处时电流的大小（2）若A、B与一个电阻R1两端相连，电流表的指针恰好指在刻度盘的中央刻度（即电流为满偏电流的一半），求R1的阻值大小（3）若A、B间所接的电阻为Rx，试推导出Rx的表达
15、式（用电流表的读数I及所给已知量表示）【答案】(1) 0.01A (2) 150 (3) 1.5V/I - 150【解析】(1)I1=U/R =1.5/150=0.01A(2) I2=0.005AR总=U/I2=1.5V/0.005=300R1=R总-R =300-150=150(3)由欧姆定律得： I =U/(Rx +R)，所以，Rx=1.5V/I - 15010用毫安表测电压如图甲，虚线框表示的是一个由毫安表（属于电流表）改装成的电压表，a、b属于电压表的两个接线柱。已知毫安表的量程为Ig，电阻为Rg：(1) 此电压表所能测的最大电压U，则与毫安表相串联的电阻Rx_；(2) 若Ig5mA，
16、Rx2.8k，图乙毫安表的表盘上已标出了15V的位置，请在表盘上标出3V、10.5V的位置；(3) 若在使用中发现电压表的示数总比正确值稍小一些，则应采用以下_方法予以改进（只有一个选项正确，选填相对应的字母）。A在Rx上串联一个比Rx小得多的电阻 B在Rx上串联一个比Rx大得多的电阻C在Rx上并联一个比Rx小得多的电阻 D在Rx上并联一个比Rx大得多的电阻【答案】 D 【解析】(1)1将电流表与Rx串联改装成的电压表，已知毫安表的量程为Ig，电阻为Rg，此电压表所能测的最大电压U，则有所以(2)2图乙毫安表的表盘上已标出了15V的位置，即其量程是015V，有5大格，每一大格是3V，其中有10
17、个小格，所以分度值是0.3V，则3V在第一大格的位置，10.5V在第三大格和第四大格中间的位置，如图所示：(3)3若在使用中发现电压表的示数总比正确值稍小一些，则是通过此电压表的电流稍小了，要让电流稍大一点，则应减小总电阻，给Rx并联一电阻可达到要求，若并联一比Rx小得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值还要小，电流增加太多，故应并联一比Rx大得多的电阻可使总电阻稍变小，满足要求。故选D。11电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表G（如图甲）改装而成的，从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。电流表G的电阻Rg叫做电流表内阻，指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流，加
18、在它两端的电压Ug叫做满偏电压。则：（1）电流表G的满偏电压Ug为_。（2）如图所示，有一个电流表G，内阻Rg=10，满偏电流为30mA，如图乙将电流表G串联一个电阻R为_后，就将它改装成了一个量程为3V的电压表。（3）将该电流表G改装成了一个量程为0. 6A的电流表，应_（选填“串联”或者“并联”）一个R =_的电阻。（结果保留2位小数）【答案】Ig Rg 90 并联 0.53 【解析】(1)1由知道，电流表的满偏电压：Ug =Ig Rg；(2)2由于内阻为10，满偏电流为30mA，由欧姆定律满偏电压是：Ug =Ig Rg =0.03A10=0. 3V电流表满偏电压为0. 3V，若将该电流表
19、G改装成了一个量程为3V的电压表，根据串联分压知道，需要应串联一个电阻R；分去的电压是：UR=3V-0. 3V=2.7V；由于R的电压是电流表内阻电压的倍，根据分压原理知道，R的电阻应是：910=90；(3)3由于满偏电流为30mA，所以，根据并联分流知道，需要应并联一个电阻R；4根据并联分流知道，通过并联一个电阻R的电流是：IR=I- Ig=0.6A-0.03A=0.57A，由欧姆定律，电阻R的阻值是：。12如图所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图其电源电压U=6V，电路保护电阻R1=2，均匀电阻丝的阻值R2=3，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在0点，下端
20、系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？电路中的电流是多少？（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？（3）可以在电路中串联电流表，把电流表改装成风力表吗？请说明理由【答案】（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是0V，电路中的电流是1.2A；（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是3.6V；（3）不可以；当风力发生变化时，电路中的电流不会发生变化，如果把电流表改装为风力表，不能反映出风力的变化【解析】（1）无风时，电压表被短路，故电压为0
21、；电阻丝与保护电阻串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，此时电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，电压表测R2两端的电压，根据欧姆定律求出电压表的示数；（3）滑片的移动不能改变接入电路中的电阻，则电路中的电流不变，据此进行解答解：（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表被短路，示数为0V；此时，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I=1.2A；（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，此时电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，电压表测R2两端的电压，则电压表的示数：U2=IR2=1.2A3=3.6V；（3）因为无论风力大小，接入电路中的总电阻都没有发生，电源电压一定，电路中的电流也就不会发生改变，因此接入电流表不可行答：（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是0V，电路中的电流是1.2A；（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是3.6V；（3）不可以；当风力发生变化时，电路中的电流不会发生变化，如果把电流表改装为风力表，不能反映出风力的变化13
