【例谈“电表的非常规使用”】 电表上的5位数字怎么看

　　摘要：在伏安法测电阻中电压表可以当电流表使用，电流表也可以当电压表使用。 　　关键词：电压表 电流表 非常规使用 　　 　　 在伏安法测电阻中，把电压表并联在待测电阻的两端，电流表和待测电阻串联接入电路，测出流过待测电阻的电流和待测电阻两端的电压，跟据欧姆定律即可计算出待测电阻的阻值，但有时所给电压表量程太大不能使用或所给电流表量程太大不能测出流过待测电阻的电流，这时常要把电流表并入电路中，电压表串入电路中进行测量。
　　 1.电压表的非常规使用
　　 例1.一内阻未知（约25kΩ - 35kΩ）、量程未知（约25V - 35V），共有30个均匀小格的直流电压表V。
　　 （1）若在实验过程中测得该电压表内阻为30kΩ，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度。
　　 ①标准电压表V1：量程3V，内阻3kΩ
　　 ②电流表A：量程0-3A，内阻未知
　　 ③滑动变阻器：总阻值1kΩ
　　 ④稳压电源E：30V，内阻不能忽略
　　 ⑤电键、导线若干
　　 A．在右边方框中画出实验电路图
　　 B．选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式
　　 Ug = ______________．
　　 式中各字母的意义是：_______________________
　　 （2）某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30。
　　 A、你将他们的实验电路连接起来。他们在实验过程中，欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______”。
　　 B、在实验中，同学读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出欧姆表电池的电动势表达式。
　　 答案：⑴A．电路如图1-1所示。由于该电压表的最大电流为I = = A = 1mA，而电流表量程太大，所以不能用电流表；又电压表的量程小于电源电动势，所以滑动变阻器应用分压接法。B．由于V与V1组成并联电路，故=，而U=Ug ，则Ug =，其中N表示V表指针所指格数，U1表示V1表读数。
　　 （3）A．电路如图1-2所示，测电阻时应尽量使指针指在中间值附近，所以应选“×1k”．
　　 B．欧姆表中值电阻为R中 = 30×1kΩ= 30000Ω，欧姆表指n刻度，则电压表内电阻RV = 1000n，流过电压表电流IV = U/RV = U/(1000n)，根据闭合电路欧姆定律电池电动势E = U ＋ IVR中 = U。
　　2．电流表的非常规使用
　　 例2.从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
　　（1）画出电路图，标明利用器材的代号。
　　 （2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝___________，式中各符号的意义是___________。
　　 解析：分析题意知道需测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程。则不能用电压表，由于电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，电路如图2-1所示。由I2r2＝I1r1得r1=。I1表示流过A1的电流，I2表示流过A2的电流，r2表示A2的内阻。
　　 由以上两例可以看出，对于伏安法测电阻可以加以推广，用两个电流表或两个电压表都可以测待测电阻的阻值，前提是必须知道一个电流表或电压表的内阻。

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