摘要:“把电流表改装为电压表”,这是高中物理课本里一个重要的分组实验,本实验有着如下要求达到的目的,学会把电流表改装为电压表的基本方法,这个方法能加深对“串联分压”的理解,掌握测电表内阻的一种方法叫--半偏法,会设计校表电路,近几年在一些正规化的考卷当中,时常出现该实验的拓展以及变形式题目,像把“电流表改装成电压表”,把“电流表改装成电流表”,把“电压表改装成电流表”,把“电压表改装成电压表” 。本文对这些情况加以概括、总结,以期对广大考生有所帮助。
1、电流表改装成电压表:

题例巩固
例1(2003年杭州调研卷),一电压表乃是由电流表G与电阻R0串联改装而成的,如图所示。要是在使用期间发觉此电压表的读数总是比准确值稍微小一些,那么应该采用下列哪种措施去加以改进呢( )。
A,于R0之上串联一个相较于R0小很多的电阻,C,在R0之上并联一个比R0小不少的电阻 。
一种情况是,在R0之上,串联上一个,比R0大出许多许多的电阻 。另一种情况是,在R0之上,并联上一个,比R0大出许多许多的电阻 。
分析得出,偏小的缘由是改装后的电压表内阻偏大,此时能够把R0调小一点,让表头G上分到的电压多一些,其上面的指针偏大,相应改装电压表的电压示数便大些。在R0保持不变的状况下,在它的两端并联一个大电阻,同样能够达成相同的效果,所以本题答案是D 。
2、电流表改装成电流表:

题例巩固
例2,2004年天津理综卷中,有一块59C2型的小量程电流表G也就是表头,其满偏电流50µA,内阻大概在800到850Ω之间。要把它改装成为1mA、10mA的双量程电流表。
具有可供拿来选择可能性的器具物品存在这么些,分别是,滑动变阻器R1,其最大能够达到的阻值为20Ω,还有滑动变阻器R2,它的最大阻值是100kΩ ,。
存在电阻箱R,其最大值是9999Ω,有定值电阻R0,阻值为1kΩ,还有电源E1,其电动势是1.5V,电源E2,它的电动势为3.0V,电源E3,电动势为4.5V,所有电源内阻不计,有标准电流表A,满偏电流为1.5mA,有单刀单掷开关S1、S2,单刀双掷开关S3,以及电阻丝和若干导线。
通过运用像图1所展示的这般的电路来对表头的内阻予以测量,为了能够提升测量的精确程度,所选用的滑动变阻器是————;所选用的电源是————。
(2)需把G改装成具备双量程的电流表,此时存在两种可供选择的电路,分别展示于图2以及图3 。其所之中图————呈合理的电路状态。而另外一个电路不具有合理性的缘由是:———————————————————————————。
把改装之后的电流表,与标准电流表,一格一格地去进行核对,只是核对一毫安的量程,画出所使用的电路图;图里面,等待核对的电流表,用A这个符号来表示。

分析与解答:

半偏法测电阻的时候,干路几乎保持不变才行,因此R远远大于Rˊ,并且电源电动势大一些为好,所以滑动变阻器要选R2,电源要选E3。
(2)图2本该是合理的电路,要是采用图3电路高中物理电表改装,在电路处于工作状况时更换量程,也就是S3从d换到c的这个过程中,两电阻Rd、Rc都没有与G并联,此时G中的电流过大进而被烧坏。
(3)将其改装成量程是1mA的电流表时,所需要的用于并联的电阻Rx,其计算公式为Igrg/(Im - Ig)高中物理电表改装,经计算约等于43Ω ,改装之后的电流表Aˊ内阻rAˊ约为40Ω 。由于40Ω乘以1mA的结果是0﹒04V,所以电源选取电动势最小的那个E1就行 当选用了电动势为1﹒5V的E1电源之后,必须再串联一个电阻R0进行保护 ,这样才能保障它安全工作。
校表电路如图所示。

3、电压表改装成电流表:

题例巩固
按照要求改写为:例3(2004年浙江理综卷所涉及的),实验室内存在一电压表mV,其量程是150mV,内阻大概为150Ω ,现在要把它改装成量程为10mA的电流表,并且要进行校准 ,为达成此目的,实验室提供了如下这些器材:干电池E、其电动势为1.5v ,电阻箱R ,滑动变阻器R ,电流表A、该电流表有1.5mA、15mA、150mA三个量程及其开关 。
进行电表改装之际,必定得清楚电压表的内阻才行。测量电压表mV内阻,能够运用图a所示的电路。在这种情况下 。
在不存在仪器损坏情况,并且能够让精确度朝着尽可能高的方向发展的条件状况下,处于电路之中的电流表A所应当去选用的量程是————。
要是把K合上,在对滑动变阻器进行调节之后,测出来电压表的读数是150mV,电流表A的读数是1.05mA,那么电压表的内阻Rmv是 ————。(保留三位有效数字)。
在对改装之后的电流表展开校准时,将A当作标准电流表留学之路,在b之中画出针对改装后的电流 。
有一张校准的电路原理图,其中滑动变阻器用作限流,该图里各元件得用题目中给出的符号或者字母 。
标号,图里电阻箱的取值是————(选取三位有效数字),电流表A应当选用的量程是————。

分析与解答:

电压表的限流量是通过150mV除以150Ω得出的结果为1mA,所以电流表A应当选取量程是1﹒5mA的。电压表的内阻Rmv是用150mV除以1﹒05mA,其结果约为143Ω。
(2)把它改造成量程是10 mA的电流表,所需要并联装上的电阻R应当是:10mA等于150mV除以150Ω接着加上150mV除以R ,计算得出R等于16.7Ω,这就是电阻箱选取的数值。由于改装之后量程是10mA,所以用于校准的电流表A要选量程为15mA的。按照题目给出的要求校准电路呈现如下:
4、电压表改装成电压表:

题例巩固
例4,2004年科研测试卷,一个电压表VA其内阻RA等于1kΩ,量成为1.0ṿ,现在要借助电阻箱来扩大它的量程,使之变为3.0v的电压表,改装完毕后再通过量程为3.0v的精确电压表VB对改装后的电压表VC的全部刻度实施校准。除去这两个电压表VA、VB之外,还有以下器材:电源E,其电动势约6V、内阻较小;变阻器R,总阻约10Ω;电阻箱R0,阻值范围是1—9999Ω;电键K;导线。
(1)试在实物图中用导线连成校准时的实验电路
(2)电阻箱R0的取值应为 -----------
用上述电压表 VB,和改装后且已校准过的电压表 Vc,以及一个电键,还有一些导线,去测量一个电动势大约为 2V 的电源内阻 r,试简要写出测量步骤;并用测得的量表示出内阻 r =--------。


小结:
1、这类实验需要掌握这些知识点:关于全(部分)电路的欧姆定律,不同电表之间通过串联分压以及并联分流这种关系来进行改装的原理,还要会计算串联分压和并联分流关系的大小。
2、对电学实验的基本技能,进行了全面考查,其中涉及电流表的内外接情况,需要针对性考量限流与分压电路分别如何选取,还要关注实验器材怎样去选择,以及实物电路该如何连接,更得对实验误差所进行的分析予以重视。
3、对能力的考查有着较高要求,考查了学生的逻辑思维能力即判断推理方面的这种能力,考查了学生实际去进行操作的那种能力,考查了学生分析概括相关的能力,考查了学生创新思维方面的能力等。
身为一线教师所搭建的公益平台,诚挚欢迎大家去关注微信公众号呢:高中物理微课堂,(长按就能复制---接着可在微信里搜索---随后进行关注),也热忱欢迎诸位把它推荐给身边的高中生朋友们!
