把电流表改装成电压表
1、实验目的:
(1)知道用“半偏法”测电流表内阻的原理;
(2)会根据实验原理选择实验所需器材;
(3)把小量程的电流表改装为电压表,并把改装后的电压表与标准电压表进行校对.
2、实验原理:
一个电流表有两个重要参量,即Ig和Rg,其额定电压为Ug=IgRg,由于Ig很小(几百微安~几十毫安),Rg通常为几百欧姆,故Ug比较小.为测量较大的电压值,可在电流表上串联一个大阻值的电阻R,把R作为电流表内阻的一部分,这样的电流表就可分担较大的电压,改装后作为电压表使用.如图所示.
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电流表的内阻Rg可用半偏法测出,其测量电路如图所示,其测量原理是当电阻箱未接入电路时,调节R的大小,使电流表G满偏,闭合S2后,R大小不变,改变电阻箱的阻值,使电流表半偏.由于Rg很小,则R的值很大,在开关S2闭合前后,线路上的总阻值变化很小,我们就认为不变,因此干路上的电流Ig也不变,当电流表G的指针半偏时,流过电阻箱的电流与通过电流表的电流相等,则R′=Rg.
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注意:滑动变阻器的阻值很大,而且在闭合电键S1应将其阻值调到最大;实验中电阻箱不能用变阻器替代,因为变阻器不能直接读数;测量电流表内阻时,在闭合电键S2后,不能再调节R,以保持电路中的电流不变;另外,对器材的选择必须保证R′>>R.
3、实验器材
电流表(表头)、电位器(4.7kΩ)、变阻器(0~50Ω)、电阻箱(0~9999.99Ω)、电源、开关(两个)、标准电压表(量程与改装后的电压表量程相同)及导线若干.
4、实验步骤
(1)测量电流表的内电阻Rg
先按如图2所示电路图连接电路,断开S2,接通Sl,把电位器R由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节,使电流表的指针达到满偏为止,这时电位器的阻值不得再调整,接通S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表的指针恰好偏转到满偏的一半,读出电阻箱R′的阻值,就是电流表的内电阻Rg.
(2)将电流表改装为电压表
①改装量程为2V的电压表,按公式Rx=
U
Ig
-Rg,计算分压电阻Rx的值.
②按图4把电流表和电阻箱串联起来,选用电阻箱的阻值等于分压电阻Rx的值.
③改装后的电压表表盘的刻度值,按公式U=
I
Im