1、实验十三 把电流表改装为电压表本节目录基础理论储备经典例题展示创新实验评析知能优化演练目录基础理论储备实验目的1会用“半偏法”测电流表的内阻2学会把电流表改装为电压表3会用标准电表进行校准实验原理1“半偏法”测内阻目录目录实验器材电流表、电阻箱、开关、电池组、滑动变阻器(大阻值)、标准电压表、导线实验步骤1用半偏法测电流表内阻(1)把两个电键(已经断开)、大阻值变阻器R、电阻箱R、电流表和电源按照图甲所示的电路连接好；(2)检查电路无误后，闭合S1，调节变阻器R，使电流表满偏，干路电流为Ig；(3)保持R不变，闭合S2后调节R，使电流表达到半偏(满刻度的一半)；(4)记下此时电阻箱R的阻值，即
2、为电流表的内阻rg.目录2改装(1)算出电流表的满偏电压Ug；(2)如果把电流表改装成量程为U的电压表，计算应串联的电阻阻值R3；(3)将电阻箱阻值调为R3，把电流表与电阻箱串联起来3(1)按如图乙所示连接电路，并使变阻器R的滑片在分压值最小的位置，使输出电压起始为零目录目录误差分析1“半偏法”测电流表内阻时，存在系统误差当S2闭合后,整个电路的总电阻变小，总电流变大，通过电流表的电流为原来的一半，则通过电阻箱的电流就大于通过电流表的电流即R测rg.当电路中Rrg时，误差较小，因此要使Rrg，同时电源电动势也应适当大一些2改装后的电压表也存在系统误差：因R测rg.串联的分压电阻R1计算值偏大因
3、此改装后电表的量程偏大3电阻箱R的调节是不连续的，因此要选用精度高的4电阻箱内有多处电刷，电刷上有接触电阻，使阻值偏大导致改装表的示数偏小，因此要选用接触良好的电阻箱5实验过程中，电压表、电流表的读数会有偶然误差，要用心细致去观测目录注意事项1在调节滑动变阻器R的阻值使电流表满偏时，滑动变阻器的阻值要比电流表的内阻rg大得多，一般要求R100rg.2实验时，在R较大情况下为了使电流表满偏，电源电动势宜大些3闭合开关S1时，必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大4闭合开关S2、调节电阻箱R时，应保持滑动变阻器R的阻值不变5“半偏法”测电流表内阻的实验中R只能用电阻箱，R可用阻值很大的滑动变阻器或电阻
4、箱若实验给出两个电阻箱，一个阻值较大(10 k以上)，另一个阻值较小，一定要把阻值大的连到干路上，阻值小的与电流表并联目录6改装后电压表校准，校对电路要用分压式，使改装电压表的电压可以从零开始一一校对，且不可超量程拓展创新在用“半偏法”测电流表内阻时，由于存在系统误差，使得测量值偏小我们可以在原电路的基础上在干路中串接一标准电流表A0.目录目录经典例题展示例1考点1对实验步骤和原理的考查(2012高考天津卷)某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示已知G1的量程略大于G2的量程，图
5、中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.目录(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_(填步骤的字母代号)；A合上开关S2B分别将R1和R2的阻值调至最大C记下R2的最终示数D反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为rE合上开关S1F调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”);目录(3)若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻
6、RS的表达式，RS_.【解析】(1)开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S1，调整R1使G2满偏，测出G2的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻故合理的顺序依次为BEFADC.目录目录例2考点2对本实验的综合考查(2010高考北京卷)某同学要把一个量程为200 A的直流电流计G，改装成量度范围是04 V的直流电压表(1)她按如图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻R0约为1 k.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中,电源E应选用_，电阻器R1应选用_，电阻器R2应选用_(选填器材前的字母)A电源(电动势1.5 V)B电源(电动势6 V)C电阻箱(09
7、99.9)D滑动变阻器(0500)目录E电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)F电位器(051 k)(2)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大后续的实验操作步骤依次是：_，_，_，_，最后记录R1的阻值并整理好器材.(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)A闭合S1B闭合S2C调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度目录(3)如果所得的R1的阻值为300.0，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为_，该测量值
8、_实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)(4)给电流计G_联(选填“串”或“并”)一个阻值为_k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4 V的电压表【解析】(1)考虑到减小误差，电源应选电动势较大的B.R1要选能读出接入电路的电阻值的电阻箱.R2在电路中是限流连接，应选用总阻值大于30 k的电位器F.(2)电流半偏法的具体操作顺序是：S1断开，S2闭合；调节R2，使电流计指针满偏；闭合S1；保持R2不变，调节R1，使电流计指针半偏；读出R1，即为电流计内阻值目录【答案】(1)BCF(2)BCAE(3)300 略小于(4)串 19.7目录【规律总结】仪器选择的一般顺序是先易后难首先确定出必
9、须使用而又唯一的仪器，然后以其为突破口，根据电路要求和计算，选择出电源、滑动变阻器、电流表、电压表以及合理的量程待测元件的额定电流、额定电压(估算值)是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据目录创新实验评析【范例】(2011高考新课标全国卷)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池完成下列实验步骤中的填空：目录(1)将S拨向接点1，接通S1，调节_，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值目录【解析】(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或A0)的读数I.(2)然后将S拨向接点2，调节RN，使标准电流表(或A0)的读数仍为I，记下此时RN的读数(3)多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，即为待测微安表头内阻的测量值【答案】(1)R0标准电流表(或A0)(2)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值【名师点评】本题的创新之处是实验原理的改进，即用替代法测未知电流表的内阻
