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电流表改装电压表

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电流表改装电压表是高中物理非常重要的一个实验,也是高考物理常考的电学实验之一。

电流表改装电压表两大步骤

实验第一步:测量电流表的内电阻;

实验第二步:为电流表串联固定阻值的电阻;

半偏法

借助半偏法测电流表内阻

利用半偏法测量电流表内阻的电路图如上图所示。

实验器材

待测电流表G、电源、滑动变阻器、电阻箱、电键2个、导线若干。

具体操作步骤

1.按上图连接电路图,保持两个电键处于打开位置,使滑动变阻器R1置于最大电阻位置。

2.闭合电键S1,调整滑动变阻器R1,使电流表G指针满偏。

3.保持滑动变阻器R1调整好的触头位置不变,闭合电键S2。

4.调整电阻箱R2的阻值,使电流表G指针半偏。

5.读取R2的示数,该示数即为电流表G的内阻。

上述实验是有系统误差的,这也是此实验的必考点。误差分析,在这篇文章《半偏法及其误差》中有详细的解释。

串联固定阻值的电阻

电流表改装电压表,利用的是电流I与U之间函数关系。当电压与电流之间满足U=f(I),存在一一对应的映射关系时,我们可以利用I的测量数据描述U的大小。

电流表改装电压表

举个例子来说明。通过第一步中,我们测定了电流表阻值是0.2Ω,电流表的最大量程是0.3A(满偏示数)。

我们要将这个电流表改装为15V的电压表。

换句话说:

当电流表的指针偏转到最右端时(0.3A),映射的是15V的电压。

当电流表的指针偏转到表盘中央位置时(0.15A),映射的是7.5V的电压。

……

如上图所示,我们的R的阻值,依照部分电路欧姆定律,必须满足这样的关系:

I(Rg+R)=U

我们取最大值带一下,就能得到R的电阻值。

0.3*(0.2+R)=15V

可得R=49.8Ω;同样同学们可以带一下0.15A和7.5V,得到的结果也是一样的。

这里举例子,是便于同学们理解,遇到其他的考试,类比下即可求解R的数据。

小结

这就是我们电流表改装电压表的实验步骤,这个实验主要包括两部分。

(1)测量电流表的内电阻;

(2)串联固定阻值的电阻;

参考文献

高考物理必考5大电学实验http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/474634.html

半偏法测电压表的内电阻http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480405.html

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