半偏法测电阻和电表改装专题.doc

一、.半偏法测电阻
（1）半偏法测电流表内阻
方法一：如图15所示，测电流表G的内阻：
①将电阻箱R的电阻调到0；
②闭合S调节R0，使电流表G达到满偏电流I0；
R
A
S1
S2
R0
图16
③保持R0不变，调节R使电流表G示数为I0/2；④由上
可得RG=R

注意：当RG》R0时，测量误差小，此方法适合测大阻值电流表内阻，且测量值偏大。
方法二：如图16所示测量电流表A的内阻
①断开S2，闭合S1，调节R0，使A表满偏为I0;
②保持R0不变，闭合S2，调节R，使电流表读数为I0
③由上得RA=R
注意：当R0》RA时，测量误差小，此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。
电源电动势宜大一些。
（2）半偏法测电压表内阻
V
R
E r=0
S
图17
方法一：如图17所示，测电压表V的内阻：
①闭合S,将电阻箱R的电阻调到R1时，测得电压表示数为U1；
②调节电阻箱阻值为R2，使电压表V的示数为U1/2；
由上可得RV=R2-2R1
方法二：如图18所示，测电压表V的内阻：
①将滑动变阻器的画片P滑到最右端，电阻箱R的阻值调到最大；
②闭合S1、S2，调节R0，使电压表示数指到满刻度；
③打开S2，保持R0不变，调节R，使电压表示数指到满刻度的一半；
④由上可得RV=R
G
+
－
R
E r
红表笔
黑表笔
欧姆调零
G
+
－
R
E r
红表笔
黑表笔
Rx
测电阻
图19
S1
R0
R
S2
V
图18

8.欧姆表测电阻，如图19所示：
①机械调零 ②选档 ③欧姆调零 ④测电阻Rx. ⑤改换档位 ⑥重新欧姆调零
R
1
Rx
2
A
V
S2
R0
S1
⑦测电阻
注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表盘刻度的1/3～2/3的部分，否则需换挡，换挡后需重新欧姆调零。
9.消除电表内阻对测量结果的影响
例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不论电表内接还是外借都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如图所示，完成下列实验步骤并写出待测电阻Rx的表达式。
①先将S1闭合。 ②将S2与1闭合，调节R，读出电压表读数U1，安培表读数I1
③————————————————————
④ 根据上述测量结果，算出Rx＝———————

二、电表、电表的改装
1.灵敏电流表G
（1）三个主要参数
①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。
G
Rg
Ig
Ug
②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。
③满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。
（2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg
注意：电表就是电阻。
2.电压表
（1）电压表的改装
电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。
Ug
G
Rg
Ig
U-Ug

R

（2）电压表的内阻：Rv=Rg+R

I-Ig
Ug
G
Rg
Ig
R
3.电流表的改装
电流表G 的电压量程Ug=IgRg，当改装成量
程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。

G
+
－
R
E r
红表笔
黑表笔
图1

（2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)
4.电流表改装成欧姆表
①原理：闭合电路的欧姆定律
②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：

③当两表笔间接入电阻Rx时，电流表的电流为：

G
+
－
R
E r
红表笔
黑表笔
Rx

当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值，就构成了欧姆表。
Rx
P
a R b
S
E r
图2
④中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中＝R内＝R+Rg+r
因Ix与Rx 不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。

半偏法测电阻练习题
1、把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200μA，内阻估计在400～600Ω之间．
①按图(a)测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：
(A)滑动变阻器(阻值范围0—200Ω)
(B)滑动变阻器(阻值范围0～175Ω)
(C)电阻箱(阻值范围0—999Ω)
(D)电阻箱(阻值范围0～99999Ω)
(E)电源(电动势6V，内阻0．3Ω)
(F)电源(电动势12V，内阻0．6Ω)
按实验要求，R最好选用______，R′最好选用_______，E最好选用_______．(填入选用器材的字母代号)
②假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg==500Ω，现在通 过串联一个24．5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为
③图(b)是测定未知电阻Rx的电路图，图(c)是电路中所需要的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表)，请按电路图画出连线，将所示器材接成实验电路．
④测量时，电流表的读数为0．20A，而改装后的电压表的表头读数如图(d)所示，那么Rx的阻值等于__________。

2、测定电流表内电阻的实验中备有下列器材：
待测电流表G（量程0~10mA ）
标准电压表V（量程0~5V）
电阻箱R′（0－999Ω）
滑动变阻器R1（总电阻约50Ω，额定电流1.5A）
滑动变阻器R2（总电阻约l0kΩ，额定电流1.5A）
电源E（电动势约为6V，内阻较小）
电键及导线若干
（1）若采用如图所示的电路测定电流表的内电阻，并且要想得到较高的精确度，那么以上备用的器材中，滑动变阻器R应选用___________________。
（2）若实验中测得待测电流表的内阻值为6Ω，现要想将此电流表改装成量程为0~5V的电压表，则改装的方法是将电流表与电阻箱R'__________联，并将电阻箱的阻值调为___________Ω．
（3）在下面方框中，画出一个用标准电压表校准改装电压表的实验电路图，要求在电路图中标出所选用器材的符号．

3、在把电流表改装为电压表的实验中,实验所用的电流表满刻度电流为200,欲将此表改装成量程为2V的电压表。
(1)为测出电流表的内阻,采用如图所示的电路原理图。请将以下各实验步骤填写完整。
①依照电路原理图将实物连接成实验线路,开始时两电键均断开。
②将R阻值调至最大,闭合电键_________,调节________的阻值,使电流表达到满刻度。
③闭合_________,调节R的阻值使电流表达到___________。
④读出R的读数,即为电流表的内阻。
(2)实验完毕时,两个电阻箱读数如下图所示,则电流表内阻=____.这种方法测出的电流表的内阻比它的真实值_______(选填＂偏大＂、＂偏小＂或＂相等＂)
（3）现用一个标准的电压表校对此改装表。请完善下面的校对实验线路，已知电池的电动势为6V，要求刚闭合电键时电压表读数最小，且逐个校对。
（4）校对电路图中电阻箱应拨到______。

4、 (1)为了测定电压表Vx的内阻，采用了如图所示的电路．其中：
Vx是待测电压表，量程3V，内阻约3kΩ；
V是标准电压表，量程2V，内阻约2kΩ；R1是电阻箱，阻值范围是0—9999．9Ω；
R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；
E是电池组，电动势6V，内阻不计；
S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

①实验步骤如下：
(a)根据电路图，将器材正确地连接成实验电路．
(b)将开关S2扳到连接点a处，接通开关S1，调节滑动变阻器R2，使电压表V的读数是1.50V
(c)断开开关S1，将开关S2扳到连接点b处，接通开关S1，保持__________不变，调节_______________使电压表V的读数是______________V，则可以认为电阻箱R1的阻值就等于电压表Vx的内阻．
(d)若此时电阻箱R1各旋钮的位置如图所示，则电阻箱R1的阻值是__________Ω，即为待测电压表Vx的内阻．

②用本实验方法测得的电压表Vx的内阻值与电压表Vx内阻的真实值相比较，测量值_________(填序号)．
A．偏大 B．偏小 C．准确
⑧上述实验中，闭合开关S1和S2后(先闭合S2后闭合S1)，无论怎样调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，都要保证两个电压表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用____________(填序号)。
A． 4kΩ B． 3．33kΩ
C． 2．4kΩ D． 1 kΩ

5、要测量一只电压表的内阻RV。提供的器材有：待测电压表V（量程0—3v，内阻约为3KΩ）；电阻箱R0（阻值0—9999.9Ω）；滑动变阻器R1（阻值0—20Ω，额定电流为1A）；滑动变阻器R2（0—1500Ω，额定电流为0.5A）；电源E（电动势为6V，内阻为0.5Ω）；电键S及导线若干。
①如果采用图10所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用 。
②在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：
A．合上电键S；
B．使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；
C．保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2′
D．调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R1′；
③用测得的物理量表示电压表内阻应为 ；
④在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值 。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）
6、如右图所示为一测电流表内阻的实验电路图，其中电压表V（量程足够大）用来测量电阻箱R与被测电流表G串联电路的端电压。在保持恒定的条件下，调节电阻箱，使被测电流表的指针偏转到满量程处，记下此时电阻箱的阻值；然后再调节电阻箱，使被测电流表指针偏转到其量程的一半，记下此时电阻箱的阻值。
① 计算被测电流表的内阻的公式是＝____。
② 用线表示导线，按甲图把乙图所示实验器材连接起来。（导线不得交叉）

7、（05江苏）12．(12分)将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对．(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg= Ω．

(2)将该表改装成量程为3V的电压表，需 　 (填“串联”或“并联”)阻值为R0=　　　Ω的电阻． (3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图．

半偏法测电阻参考答案
1、①D、C、F (3分)②5.0V (3分)
⑧电路连接如图(4分，有错不给分)④15Ω (2分)
2、(1)①R2(2分)，R1(2分)，1．50(2分)，3009．0(2分)，②C(2分)③B(2分)
3、① 　　（3分）
② 电路图　　（4分）

4、R1 BADC R2′—2R1′偏大

5、（1）R2（3分）
（2）串（2分）494Ω（3分）
（3）如图所示（7分，其中：正确选用滑动
变阻器R1给2分；正确画出电路图5分）

6、(1) 半偏(或＂满刻度的一半＂)
　　(2)500 偏小 (3)如图所示 (4)9500

7、（1）54.12或54.14（4分）
（2）
1）⑤③⑦（3分）
2）CADBEF（3分）
3）（2分），小（2分）
4）串（2分），9800（2分）

电流表改装成电压表习题
【例题1】有甲乙两个不同的电流表，每个表的指针偏转与电流成正比且刻度均匀。把阻值为R1的电阻与甲表串联，阻值未知的另一电阻与乙表串联，把改装后的甲、乙两个电流表串联，接到电路A、B的两端，如图5—4（1）
图5—4
（1）
R1
R2
乙
甲
（2）
·
R1
甲
R2
乙
·

所示，发现甲、乙两表的指针偏转格数分别是n1、n2，然后将这两个表并联，再接到电路A、B的两端，如图5—4（2）所示，发现甲、乙两表的指针偏转格数分别是n3、n4，试求电阻R2的阻值。
解析：第一种情况中，由于两表串联，因此它们的读数相等，即有I1=I2。设甲乙两表指针每偏转一格，表示的电流分别为I01、I02，则有：--------①
对于第二种情况下，甲乙两表的读数分别为I3、I4则有：
------------②
两式相比得：，可解得：
【例题2】两只完全相同的灵敏电流表改装成量程不同的电压表V1、V2，如果将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表（ ）
A．读数相同 B．指针偏转的角度相同
C．量程大的电压表读数大 D．量程大的电压表读数小
解析：两个电流表改装成电压表之后，因为其量程不同，所以它们所串联的电阻的大小也不相同，即改之后的两表的内阻不同，量程大的内阻大。两个改装之后的电压表串联在一起测电压，根据串联电路的特点，每个表两端的电压与其内阻成正比，即两表的读数与其内阻成正比，所以量程大的电压表读数大。
电压表的指针偏转的角度与流过电压表的电流有关，具体的说是与流过原电流表的电流有关，现在因为两个电压表是串联的，根据串联电路的特点可知，流过两电压表的电流相等，即流过电压表内部的电流表的电流相等，

所以指针偏转的角度是相等的。
两表的读数不同而指针偏转的角度相同的原因是两表盘的刻度不同。
【例题3】一个分压电阻串联到电压表上，使电压表的量程扩大为原来的n倍，另一分压电阻R2串联到同一电压表上，量程扩大到原来的m倍，如果把这两个电阻并联之后再串联到电压表上，为此时电压表的量程扩大了几倍？
解析：设原电压表的内阻为RV，原来的量程为U，满偏电流为I，则有： --------------------①
串联上分压电阻R1时，有： ------②
串联上分压电阻R2时，有： -----③
R1、R2并联之后再串联到电压表上时，有： ----④
把带入②③④式可得： -----⑤
-----------⑥ 解⑤⑥两式可得：
四、素质能力测试
1．用半偏法测电阻时，可变电阻R既可用电位器，也可以用电阻箱，而可变电阻R/只能采用电阻箱，其原因是___________________________。
2．用半偏法测电阻时，在调节电流表指针半偏时，要保持R的阻值不变，其原因是________________________________。
3．如果某电流表的内阻为RgΩ，满偏电流为IgμA，要把它改装为一个UV的电压表，需要________联一个阻值为________Ω的电阻；如果要把它改装为一个IA的电流表，则应该____联一个阻值为_____Ω的电阻。
4．用半偏法测得的电流表的内阻与其真实值相比是( )
A.偏大 B.偏小 C.相等 D.有时偏大，有时偏小
5．按如图5—5所示的电路进行实验时，如果R调为9900Ω时，电表指在满刻度300μA处。当R/调为90Ω时电流指在半满偏，则：

图5—5
·
R
S1
R/
G
·
·
·
S2
①电流表的内阻Rg =______Ω。
②若将此电表改为3伏特的电压表，则应将电流表与电阻______联，电阻箱的取值应为_______Ω
③用此改装表去测电压时，如果指针在150μA的位置，则所测电压读数为_______V。
6．如图5—6所示是测定电流表内电阻的电路图，电流表的内阻约在100Ω左右，满偏电流为500μA，用电池做电源。
图5—6
·
R
S1
R/
G
·
·
·
S2
实验室配有的可变电阻为：
A．电阻箱，阻值范围为0~10Ω
B．电阻箱，阻值范围为0~9999Ω
C．电位器，阻值范围为0~200Ω
D．电位器，阻值范围为0~20Ω
在上述备有的可变电阻中，电路图的R应该选用_____，R/应该选用_____。（填写字母代号）
某同学进行的实验步骤如下：
①先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度。
②合上S2，调节R和R/的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半。
③记下R/的阻值。
指出上述实验步骤中有什么错误：______________________________。

五、素质能力测试标准答案提示
1．答案：由于半偏法中可变电阻R/的读数就是电流表的内阻，所以R/必须能读数。
2．答案：为了使电路中的总电流保持不变。
3．答案：串联，，并联，
4．答案：B
5．答案：①90 ②串联，9910 ③1.50
6．答案：D、B，在步骤②中应该只调节R/，不应该调节R。