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電流表改裝電壓表

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電流表改裝電壓表是高中物理非常重要的一個實驗,也是高考物理常考的電學實驗之一。

電流表改裝電壓表兩大步驟

實驗第一步:測量電流表的內電阻;

實驗第二步:為電流表串聯固定阻值的電阻;

半偏法

借助半偏法測電流表內阻

利用半偏法測量電流表內阻的電路圖如上圖所示。

實驗器材

待測電流表G、電源、滑動變阻器、電阻箱、電鍵2個、導線若干。

具體操作步驟

1.按上圖連接電路圖,保持兩個電鍵處于打開位置,使滑動變阻器R1置于最大電阻位置。

2.閉合電鍵S1,調整滑動變阻器R1,使電流表G指針滿偏。

3.保持滑動變阻器R1調整好的觸頭位置不變,閉合電鍵S2。

4.調整電阻箱R2的阻值,使電流表G指針半偏。

5.讀取R2的示數,該示數即為電流表G的內阻。

上述實驗是有系統誤差的,這也是此實驗的必考點。誤差分析,在這篇文章《半偏法及其誤差》中有詳細的解釋。

串聯固定阻值的電阻

電流表改裝電壓表,利用的是電流I與U之間函數關系。當電壓與電流之間滿足U=f(I),存在一一對應的映射關系時,我們可以利用I的測量數據描述U的大小。

電流表改裝電壓表

舉個例子來說明。通過第一步中,我們測定了電流表阻值是0.2Ω,電流表的最大量程是0.3A(滿偏示數)。

我們要將這個電流表改裝為15V的電壓表。

換句話說:

當電流表的指針偏轉到最右端時(0.3A),映射的是15V的電壓。

當電流表的指針偏轉到表盤中央位置時(0.15A),映射的是7.5V的電壓。

……

如上圖所示,我們的R的阻值,依照部分電路歐姆定律,必須滿足這樣的關系:

I(Rg+R)=U

我們取最大值帶一下,就能得到R的電阻值。

0.3*(0.2+R)=15V

可得R=49.8Ω;同樣同學們可以帶一下0.15A和7.5V,得到的結果也是一樣的。

這里舉例子,是便于同學們理解,遇到其他的考試,類比下即可求解R的數據。

小結

這就是我們電流表改裝電壓表的實驗步驟,這個實驗主要包括兩部分。

(1)測量電流表的內電阻;

(2)串聯固定阻值的電阻;

參考文獻

高考物理必考5大電學實驗http://www.z3979.com/zongjie/kaodian/474634.html

半偏法測電壓表的內電阻http://www.z3979.com/zongjie/kaodian/480405.html

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