电流表改装中内阻测量的六种方法比较

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电流表改装中内阻测量的六种方法比较



电表是高考考查的重点，因此把电流表改装为电压表的实验是高三复习的重要内容之一．该实验由三个重要环节：一是测出电流表G的内阻Rg；二是计算出把电流表改装为量程为Ｕ的电压表，需串联的电阻R1；三是对改装后的电压表进行校对．本文主要介绍在实验室仪器充足的情况下电流表内阻的测量方法．

一.半偏法

这是课本上介绍的方法．如图2所示，首先闭合S1，调R1使电流表G满偏，再闭合S2，调R2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半．在R1>>R2时，可认为Rg=R2．

因为电阻R2的并入，电路中总电阻减小，导致电路中总电流增大．因此当流经电流表的电流为Ig/2时，流经R2的电流I2大于Ig/2，由并联电

路知识可知R2，测量值偏小．且闭合S2前后干路中总电流变化越大，误差越大．这样干路中总电流变化越小越好，要满足这一条件，只有R1>>R2，一般要求R1>100R2.

又因要使电流表满偏，电源的电动势不能太小，对一定的电流表，在不超量程的条件下，电源电压越高，误差越小．

二．满偏法

如图2所示，首先闭合S1，调R1使电流表G满偏，再闭合S2，将R1的阻值减半，调R2的阻值使电流表指针仍然满偏，则由于电源内阻很小，一般R1>>r，所以ｒ可以忽略,这时Rg=R2.该法由于忽略电源内阻,使测量值偏大.但一般R1>>r,因此该法误差较小,比较准确.

三.电阻替代法

如图3，此法多选用一个比电流表G量程大几倍的电流表A．先闭合S和S1，调节R1使电流表A的指针指一定电流Ｉ．然后断开 S1，接通S2调R2使电流表A的指针仍然指电流Ｉ，则Rg=R2.

该法操作方便，不需要任何计算，且精确度较高．但需要两个电表，有条件的学校，让学生选用这一方法较好．

四.电流差值法

如图4所示，闭合电键Ｓ调R1和R2的阻值，使电流表G和A的数分别为I1和I2，由串并联电路的知识可知I1Rg=(I2-I1)R2，整理得Rg= (I2-I1)R2/I1。

A

R2

图４

R1

G

S

示


此法操作简捷，误差小，计算也不复杂，是较好的方法之一． 五、电流表并联法

如图5所示，把R1调到某一合适值，闭合S1与S2，测得电流表G和A的示数分别为I1 、I2；断开S2，调R2的值，使G和A的示数分别为I1´、I2´．则I1Rg =I2RA，I1´Rg = I2´( R2+RA)，计算得Rg．

此法精确度较高，但计算与线路连接较繁琐． 六、伏安法

如图6所示，闭合电键S，调R1的值，计下电流表的示数Ｉ，电压表示数U．则Rg =U/I-R1．

此法操作方便，且学生对伏安法较为熟悉，精度也较高，是比较好的方法之一．

近几年高考注重了实验设计能力的考察，教学中可引导学生应用所学电

路基本规律设计新的实验，而不照搬课本，这对培养学生将理论知识应用于实际，开发学生智力会大有益处．

S1

图5

R1

A

G

R2 S2

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