人教版高中物理选修1谈电压表与电流表的改装xVIP免费

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）谈电压表与电流表的改装电流表和电压表做为一个电学中的基本测量工具在高中阶段经常被我们所用。在高考试卷中，大多数题目都是因为电表的接入导致了电路的变化以及由此而引起的测量误差。要想从根本上解决这些问题，必须弄清楚电表的结构和工作原理：1、电表的结构和工作原理常用的电流表和电压表都是由量程较小的灵敏电流计（俗称表头G）改装而成的。主要结构是永磁铁和放入其中的可转动的线圈及固定刻度盘组成。工作原理:是当线圈中通入电流时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转。电流越大，指针偏转的角度越大，即指针偏转的角度与通过线圈的电流成正比。其数值通过指针指示刻度盘上的刻度来确定。（刻度盘上的刻度是均匀的）2、灵敏电流计（俗称表头）的三个参数①表头的内阻Rg：组成表头的元件的电阻，主要为线圈的电阻。②表头的满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时流经表头的电流。③表头的满偏电压Ug：表头通过满偏电流Ig时，加在表头两端的最大电压，由欧姆定律知Ug=IgRg。3、电压表和电流表改装的原理：分别为电路的串联分压原理和并联分流原理。4、电压表和电流表量程的定义：电压表的量程：当通过表头的电流为Ig，表头两端的电压为Ug时，指针指示的刻度盘的最大电压值。电流表的量程：当表头通过的电流为Ig，指针指示的刻度盘上的电流的最大值.5、电压表的改装过程：①改装前，如图1所示②电压表改装中，如图2所示说明：由欧姆定律知：Ug=IgRg令电压表量程扩大的倍数为n则：n=U/Ug----（1）由串联电路的特点得：U=IgRg+IgR-----（2）联立（1）（2）解得：R=（n-1）Rg（R为分压电阻）即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻R=（n-1）Rg③电压表改装后，如图3所示。说明：Rv=Rg+R、U=Ug+UR此时指针指在刻度盘的最大值，刻度盘上的每一个刻度都变为原来的n倍，需要重新标识。改装后的电压表的三个参数为：允许通过的最大电流I允=Ig测量的最大电压（量程）为U=nUg电压表的内阻为Rv=nRg④由改装后的电压表的分压电阻R=（n-1）Rg可知，电压表的量程越大，其分压电阻越大，电压表的内阻越大。因此通常电路当中的电压表如果没有特殊的说明，则可以认为电压表内阻无穷大，也就是平时说的理想电压表。改画等效电路时，电压表相当于断路。如果知道电压表的内阻，既可以把电压表当成一个能显示自身两端电压的大电阻，也可以当成电流表使用。但在分析由于电表的接入而引起的系统误差时，电压表是不能忽略其内阻的。⑤改装电压表的校正：用改装的电压表与标准电压表并联后接入电路，从小到大依次进行校正，所以校正电路一定要选择分压式电路。如果在校正的过程中始终出现改装的电压表示数总是偏大，说明通过表头的电流过大，我们只要在分压电阻上串联一个很小的电阻就可以了。反之，示数偏小，只要在分压电阻上并联一个较大的电阻就可以了。6、电流表的改装过程①改装前，如图1所示②电流表改装中，如图4所示说明：由欧姆定律知：Ug=IgRg令电流表量程扩大的倍数为n则：n=I/Ig----（1）由并联电路的特点得：IgRg=（I-Ig）R-----（2）联立（1）（2）解得：R=Rg/（n-1）（R为分流电阻）即电流扩大量程的倍数为n时，需要并联的分流电阻R=Rg/（n-1）③电流表改装后，如图5所示。说明：RI=RRg/（Rg+R）I=Ig+IR此时指针指在刻度盘的最大值，刻度盘上的每一个刻度都变为原来的n倍，需要重新标识。改装后电流表的三个参数为：允许加的最大电压U允=IgRg测量的最大电流（量程）为I=nIg电流表的内阻为RI=RRg/（Rg+R）④由改装后的电流表的分流电阻R=Rg/（n-1）可知，电流表的量程越大，其分流电阻越小，电流表的内阻越小。因此通常电路当中的电流表如果没有特殊的说明，则可以认为电流表内阻为零，也就是平时说的理想电流表。改画等效电路时，电流表相当于短路。如果知道内阻，既可以把电流表当成一个能显示通过自身电流的小电阻，也可以当成量程很小的电压表或用它改装成量程较大的电压表。但在分析由于电表的接入而引起的系统误差时，电流表是不能忽略其内阻的。⑤改装电流表的校正：用改装的电流表与标准电流表串联后接入电路，从小到大依次...