把电流表改装成电压表试验误差分析.doc

把电流表改装成电压表试验误差分析问题:把电流表改装成电压表后,用改装的电压表测量导体两端的电压,测量值是准确的吗?如不准确,测量值是偏大还是偏小?要想弄清上面的问题,必须把电流表改装成电压表的过程搞清。1、用“半偏法”测量电流表内阻rg⑴用“半偏法”测量电流表内阻r的原理:如图1所示,使电g流表G指针偏转到满刻度,根据全电路欧姆定律可得:EIRrr,,①(r为电源内阻)。再合上开关()gS,调节2/电阻箱R,使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半,这时有:/Rr11gEI(Rr)(),,②,同时有:IrIIR,,③,解以上三个方程//gggRr22Rrg///可得:,分析上式可知:当Rr﹥﹥R时,rR,即电流表的rRgg/RrR内阻等于此时电阻箱的电阻值。⑵用“半偏法”测量电流表内阻r的步骤:g①按图1所示的电路图连接器材,R是滑动变阻器,/R是电阻箱,滑动变阻器应先调节阻值最大;②闭合S,断开1S,调节R,使电流表G满偏;2③闭合S,调节电阻箱2R/,使电流表G半偏;④从电阻箱上读出数据/R,则/rR。g2、把电流表改装成电压表电流表的满偏电流为I,内阻为rg,根据部分电路欧姆定律,满偏电压UgIgrg,g将电流表的表盘刻度改为相应的标度,则电流表就变为一个可以直接读出电压数值的电压表,由于电流表的满偏电压很小,所以这样改成的电压表的测量范围不大。如果要扩大它的测量范围(即量程),可以在电流表上串联一个分压电阻方法来实现。如图2所示,设改装好的电压表量程为U,与电流表串联的电阻为R0,则UIg(rgR),解之可得:URr0gIgU,即给电流表串联一个阻值为R0rgIg的电阻,就可以将电流表改装成量程为U的电压表。3、注意事项⑴测电流表内阻时,在S闭合前,应将R调到最大,以免烧坏电流表。1⑵测电流表内阻时,在S闭合后,不能再调节R,以保持电路中总电流不变。21⑶测电流表的内阻时,必须R≥100R/。4、实验误差分析⑴在用半偏法测表头内阻的过程中,当闭合开关S后,由于2/R与电流表并联,R并﹤r,所以电路中的总电流比并﹤r,所以电路中的总电流比gS闭合前要大一些,即此时总电流2I﹥I,导致流过电阻箱的电流g/11III﹥I。因为()Rgg2212//IRIR,所以ggR/R﹤r,即电流表内阻的测量值小于真实值。g⑵根据电流表改装为电压表的原理,与电流表串联的分压电阻阻值URr0gIg,由于电流表内阻r的测量值小于真实值,使gR的计算值偏大,所以改0装后的电压表的量程U也偏大一些。根据以上分析,可以判断出用改装的电压表测量导体两端的电压,测量值是偏小的。巩固练习:1、图3是半偏法测定电流表内阻r的电路图,图中的R实物是,g/R实物是,正确的连接实物后,试验步骤如下:A、合上开关S,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度1B、断开/S,记下R的值1C、合上开关S,调整R和2/R的阻值,使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半D、断开S、S2,将R阻值调到最大1上述项步骤有错误,应才正确,改正后正确操作步骤的顺序编码为,只有/R比R时,才可以认为//rR,因为并入R后电路g的总电流会变,故r的真