把电流表改装成电压表
[知识整合] 1．实验目的
加深对电压表构造的理解，学会把电流表改装成电压表的方法。 2．实验原理
电流表G（表头），由欧姆定律满偏电压Ug=IgRg，如图所示。 电流表的满偏电流Ig满偏电压Ug一般都很小，测量较大电压时，要串联一个电阻， UAB=I（Rg+R），即UAB∝I，（至于电表刻度盘，只需要把原来的电流表刻度盘的每一刻度数值扩大为原来的（Rg+R）倍，即得到改装后电压表的表盘。） 3．实验器材
电流表、电阻箱、电源、电键2个，滑动变阻器两个（总阻值一个很大或换做电位器，另一个很小），标准电压表，开关导线。 4．实验步骤
⑴用半偏法测电阻
①按图方式连结电路②先将变阻器R1触头位置移至最右端，使其连入电路的电阻最大，然后闭合电键S1断开S2，移动触头位置，使电流表指针指在满偏刻度处，再闭合S2，改变电阻箱R2阻值，使电流表指针在
1Ig2刻度处，记下此时电阻箱的阻值R/，则Rg =R/。 ⑵改装电流表为电压表
①计算分压电阻R的值：将量程U量，满偏电流Ig，电流表内阻Rg代入Ug=Ig（Rg+R）即可求出电阻R的值。②将分压电阻R与电流表串联，引出二个接线柱，并将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。 ⑶校对电压表
①按图所示电路连接。②先将触头移动到最左端，然后闭合电键，移动触头位置，使改装后电压表的示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表和标准电压表示数，并计算中心满刻度时的百分数误差=
U量?U准?100%。
U准5．注意事项
⑴半偏法测电流表电阻时，应选择阻值R远大于电流表内阻的变阻器。 ⑵闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确。
⑶校对改装后电压表时，应采用分压式电路，且变阻器阻值应较小。 6．误差分析
利用半偏法测电阻Rg时，由于闭合电键S2后，电路的总阻减小，使干路电流大于电流表的满偏电流Ig，故当电流表半偏时，流过电阻箱的电流大于
[典型例题]
1Ig，此时，电阻箱阻值小于Rg，故Rg测 例1、一多量程电压表内部电路如图所示，其中电流计G的内阻Rg=15Ω，满偏电流Ig=1mA，则R1=_________、R2=_________。 例2、把电流表改装为电压表的实验中，分3个主要步骤，实验中给出的器材有：①电流表（量程0-100μA）②标准伏特表（量程0-5V）③电阻箱（0-999A R1 Ω）④电阻箱（0-99999Ω）⑤电源（电动势2V，有内阻）⑥电源（电动势6V， R2 有内阻）⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）⑧电键两只，导线若干。 首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用图所示的电路测定电流表AK2 的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻 K1 E R1应选用_ ，可变电阻R2应选用 ，电源E应选用_ _ _。 该步实验操作的步骤有：A.合上K1 B.合上K2 C.观察R1的阻值是否最大， 如果不是，将R1的阻值调至最大 D.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F.记下R2的阻值。 把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处：①____；②_____；③_____；④_____；⑤_____；⑥_____。 如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω则图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为_____Ω。 [检测练习] 1、下列说法正确的是（ ） A、 改装电流表需要知道表头的三个数据，即满偏电流Ig，满偏电压Ug和表头内阻Rg B、 满偏电流可以直接从刻度盘上读出。 C、 满偏电压也可以从刻度盘上读出。 D、 表头内阻一般用“半偏法”近似测得。 2、一个电流表G的内阻Rg=1KΩ，满偏电流为Ig=500μA，其满偏电压为_____。现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为_____，50μA刻度对应的电压值为_____。 3、一个量程为0~3V的电压表，串联了一个8kΩ的电阻后量程扩大到0~15V，这个电压表原来的电阻是_________________；当用它去量度某一电压时，发现指针在原来电压表刻度盘的2V处，那么，这个待测电压是__________________。 4、图所示为测定电流表内阻的电路图，接通开关S，先调节电阻箱R的阻值R1，使电流表指针偏转到满刻度，再把电阻箱R的阻值调为R2，使指针偏转到满刻度的一半。在电池内电阻略去不计的情况与，电流表的内阻Rg等于： A．R2-2R1； B． 1R2-R1； 2C．R2-R1； D． 2（R2-R1）。 5、如图所示是将改装成的电压表和标准表校核的电路图，则 （1） 电路中滑动变阻器R起什么作用？ （2） 在校核中，读得标准表的满刻度读数为6V，而改装表的读数却只有5．9V，则改装表相对满刻度 的百分误差为多少？ ⑶所示器材按要求连接成实验电路 [高考题目] 6、（2004山东理综，22（2））实验室内有一电压表〇mV ，量程为150mV，内阻约为 150Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供 如下器材：干电池E(电动势为1.5V)，电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表〇A (有1.5mA，15mA与150mA三个量程)及开关K。 (a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路 测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的 条件下，电路中电流表〇A 应选用的量程是 。若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150V，电流表〇A 的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为 。(取三位有效数字) (b)在对改装成的电流表进行校准时，把〇A 作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是 (取三位有效数字)，电流表〇A 应选用的量程是 。 7、（2004年天津理综，22）现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50?A，内阻约为800～850?，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R1，最大阻值20?；滑动变阻器R2，最大阻值100k?；电阻箱R?，最大阻值9999?；定值电阻R0，阻值1k?；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻均不计） 标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干。 （1）采用如图1所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ；选用的电池为 。 （2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图2和图3。图 为合理电路，另一电路不合理的理由是 。 （3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A?来表示。 参考答案： 例1、 分析：电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.3V，电压表量程为3V 时，由串联电路的分压关系得 R1?U1?UgIg；电压表量程为15V 时，由串联电路的分压关系得R1?R2?U2?UgIg。可解得R1=900 Ω，R2=4000Ω 例2、答案：（1） ④③⑥ （2）CADBEF （3） 600Ω 分析：这是用半偏法测电阻的实验方法，干路上的可变电阻要远远大于支路上的可变电阻，所以干路上选④；而支路上可变电阻必须是电阻箱且阻值相对要小，所以选③；最后电源考虑取大些，这样在电流表满偏后干路上的电阻也要相应大些，支路上的一些小变化对前后电流的影响更小，所以取⑥；对于实验顺序，按实验前准备、获取数据的前后合理过程和数据处理三大块可以方便的排列，他们是CADBEF；在一切正常操作下，电阻箱的读数就等于待测电阻的阻值，所以电流表的内阻等于600Ω 1、BD 2、0.5v 29KΩ 3、2kΩ 10V 4、A 5、分压电路 1.7﹪ 连图如图 6、⑵（a）1.5mA，143Ω；（b）如图所示 7、由满偏电流为50mA，滑动变阻器应该选择足大阻值为100k?的R2，可知其需要的电压为 50?A?100k??5V，故选用电动势为4.5V的比较接近。 （1）① R2（或最大阻值100k?） ② E3（或电动势4.5V） （2）① 2 ② 图3电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏 （3）如图