大学物理实验电表改装与校准

实验七 电表的改装与校准

目的

1、了解电表改装的基本原理和方法并学会校准电表的刻度； 2、了解电表内阻对测量的影响,掌握电表级别的定义； 3、掌握毫安计、伏特计和欧姆计的改装、校准和使用； 仪器和器材

TDKG-2型电表改装与校准实验仪 [主要仪器介绍]

1、TDKG-2实验仪 我们这里主要介绍该实验仪各旋钮的作用，以及使用方法。它的面板如图7-1所示。

①

② ⑧ ⑦

③ ⑥ ⑤

④

图7-1 TKDG-2型电表改装与校准实验面板图

①数字标准电压表 ②被改装电流计 ③可调直流稳压电源（0-2V） ④输出电压调节旋钮 ⑤可调电阻箱（0—999.9Ω/w） ⑥可调电阻及旋钮 ⑦固定电阻 ⑧数字校准电流表 实验原理

电表在电测量中得到广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。磁电式电流计的表头的满度电流很小，一般只适用于测量毫安级以下的电流，用来测量电压，也只能在零点几伏以下。

电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。若要测量较大的电流、电压、就需要扩大量程和改装电表做到多量程、多用途以适应需要。

1、电

实验七 电表的改装与校准

目的

1、了解电表改装的基本原理和方法并学会校准电表的刻度； 2、了解电表内阻对测量的影响,掌握电表级别的定义； 3、掌握毫安计、伏特计和欧姆计的改装、校准和使用； 仪器和器材

TDKG-2型电表改装与校准实验仪 [主要仪器介绍]

1、TDKG-2实验仪 我们这里主要介绍该实验仪各旋钮的作用，以及使用方法。它的面板如图7-1所示。

①

② ⑧ ⑦

③ ⑥ ⑤

④

图7-1 TKDG-2型电表改装与校准实验面板图

①数字标准电压表 ②被改装电流计 ③可调直流稳压电源（0-2V） ④输出电压调节旋钮 ⑤可调电阻箱（0—999.9Ω/w） ⑥可调电阻及旋钮 ⑦固定电阻 ⑧数字校准电流表 实验原理

电表在电测量中得到广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。磁电式电流计的表头的满度电流很小，一般只适用于测量毫安级以下的电流，用来测量电压，也只能在零点几伏以下。

电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。若要测量较大的电流、电压、就需要扩大量程和改装电表做到多量程、多用途以适应需要。

1、电

用补偿法改装电表--“大学物理实验

------大学物理设计型实验

一、 实验任务与要求

（1） 设计“补偿原理”对电流表、电压表的改装电路。

（2） 用“补偿原理”改装的电表与普通电表（内接、外接法）测一个56 W 的电阻。

（3） 用Excel2000中的最小二乘法处理实验数据。 二、实验方案

1、 建立物理模型

若在某一电学元件的两端加上直流电压，该元件内就会有电流通过，根据欧姆定律，通过该元件的电流与加在元件两端的电压成正比，两者比例关系为1/R，则：

R=U/I·····························（1）

式中R称为上述电学元件的电阻值，实验中只要测量出通过未知电阻的R值，这种测量电

用补偿法改装电表--“大学物理实验

------大学物理设计型实验

一、 实验任务与要求

（1） 设计“补偿原理”对电流表、电压表的改装电路。

（2） 用“补偿原理”改装的电表与普通电表（内接、外接法）测一个56 W 的电阻。

（3） 用Excel2000中的最小二乘法处理实验数据。 二、实验方案

1、 建立物理模型

若在某一电学元件的两端加上直流电压，该元件内就会有电流通过，根据欧姆定律，通过该元件的电流与加在元件两端的电压成正比，两者比例关系为1/R，则：

R=U/I·····························（1）

式中R称为上述电学元件的电阻值，实验中只要测量出通过未知电阻的R值，这种测量电

电表改装

一、实验目的1、了解电表改装、校准的原理和方法。 、了解电表改装、校准的原理和方法。 2、学会标定电表等级。 、学会标定电表等级。

二、实验原理1、将量程为Ig =0.1mA,内阻为Rg的毫安表的量程 10mA的电流表的原理图及理论计算公式 扩大为I=10mA的电流表的原理图及理论计算公式 mA Rg I g = RS I SRS = Rg I g IS 1 = Rg 9RS毫安表的量程扩大原理图

2、将量程为Ig =0.1mA,内阻为Rg的毫安表的量程 10V的电压表的原理图及理论计算公式 扩大为U=10V的电压表的原理图及理论计算公式0.1mA mA

Rm

10V 毫安表改装电压表原理图

三、实验仪器 微安表头，滑线变阻器，电阻箱，开关， 微安表头，滑线变阻器，电阻箱，开关， 导线， 导线，直流稳压电源等

四、实验内容与步骤1、用万用电表测表头内阻。 用万用电表测表头内阻。

改装表部分

2、改装并校对电流表 (1)计算分流电阻 S的理 计算分流电阻R 计算分流电阻 论值 (2)校对量程：记录分流 校对量程： 校对量程 电阻R 电阻 S的实际值

标准表mA

mA

Rg

RSRW改装并校对电流表

怎么较？分流电阻为什么有一个理论值还有一个 怎么较？ 实际值？若

常用的电压表和电流表都是由 小量程的电流表改装而成的

+

G

_

一、电流表的构造和工作原理1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁 场的可转动线圈组成 θ∝IIg Rg大约几欧到几十欧

2、电路图：大约零点几伏 约几十微安到几毫安。

G Ug

(1)满偏电流:电流表指针偏转到最 大刻度时的电流Ig (2)电流表的内阻:表头G的电阻Rg (3)满偏电压:电流表G通过满偏电 流时,加在它两端的电压Ug

Ug=IgRg

二、把灵敏电流计改为电压表据串联电路的特点得： Ig Ug Rg U U g R (U U g ) Rg UgIgIg

电路图 RgG

R UR

Ug

解得：R

RVV

(2)电压表的内阻：Rv=Rg+R

U

三、把灵敏电流计G改为电流表A

据并联电路的特点得： U g I g Rg ( I I g ) R 解得：R I g Rg I Ig

电路图

Ig

RgG

IR R

(2)电流表的内阻： RA=Rg×R/(R+Rg)

I

RAA

U

电表的改装

一、教学目标 知识与技能

1.知道表头在电路中相当于一个电阻，知道满偏电流、满偏电压和表头内阻，及其它们之间也满足欧姆定律。

2.理解将表头改装成电压表和大量程电流表的原理。 过程与方法

应用理论推理和讨论的方法，探究出把表头改装成电压表和大量程电流表的方法，并对改装原理进行总结。

情感态度价值观

通过对电表改装原理的探究体验，了解科学家自制仪器的智慧和艰辛。

二、重难点

电表的改装原理及改装规律的总结 三、导入新课

观察电流表和电压表的图片：

引出问题：从图片能够看出，两个电表都有两个量程。那么，两个量程之间能够转换的内部结构原理是什么？

学生自主阅读课本，归纳提炼课文精髓信息。

一起归纳出核心信息：常见的电压表和大量程电流表都是由表头改装而成的。

引出问题：什么是表头？

引导学生回答预留作业，自主解决表头的结构及基本电学参数。 总结出三个参数之间的关系：Ug=IgRg

我们已经了解了表头的基本信息，也知道了电压表和大量程的电流表都是有表头改装而成的；下面，我们小试牛刀，自己改装一个电压表和电流表。

探究讨论：给出已知条件，学生以小组为单位讨论探究电表改装的原理。

以小组为单位上台展示，你辩我争。 教师点拨，最后小结。

实验：电表的改装

基础过关：如果某电流表内阻为RgΩ，满偏电流为IguA，要把它改装为一个UV的电压表，需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻；如果要把它改装为一个IA的电流表，则应____联一个阻值为_ ______________Ω的电阻．

1．电流表的内阻是Rg=200Ω，满刻度电流值是Ig=500微安培，现欲把这电流表改装成量程为1．0V的电压表，正确的方法是 [ ]

A．应串联一个0．1Ω的电阻 B．应并联一个0．1Ω的电阻 C．应串联一个1800Ω的电阻 D．应并联一个1800Ω的电阻

2.(2011年临沂高二检测)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg＝30 Ω，满偏电流Ig＝5 mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是( )

A．串联一个570 Ω的电阻 B．并联一个570 Ω的电阻 C．串联一个0.05 Ω的电阻 D．并联一个0.05 Ω的电阻

电表数变化示和电表装改

知

识顾与梳回 理欧姆定律公式的 ： I= U

R

R 1串联路规电律： 流规电： 律电规律：压 阻规电律： 压原理：分U U

R21 U2

1I = I2 = IU =U 1 + 2UR R1=+R 2U 12U

=R1 R2。

个分电一阻大，串变电联路的电阻 变总大

原理分析经典例1、题如图示电路所，电源电不 压，变开S关合闭，滑动变阻器R后的滑2 向片B移端，电动流示表将数变小 ，电压 表数示将 变 。小填变大、(小、变不)方变法总结：A

B2

明确电路连接的方 1式关键识、别路 明电各电确表的测对象量明确滑 动阻变连入器路中的有效阻值电2、选择 理原进行，分:析 电阻的变，引化电流表和电起压表示数的变化 注：意住题中不抓变量，的如电电压源变，不定值电阻 阻值不变 。控(变制量方法)

原分理析经典例2、题如所图电路，示电电 压源变，不开关闭S合后滑动变， 器阻R2的片向B滑移动，电端表示流数将变小 ，电表示数压将 大 变(填变大。变、小、不)变

2R AB方法点:拨滑变阻动上器压的变电化不能欧姆定用分律！ 析以用可“分总关法系、“分”压原理法”分 。析

理原析分例1 、如所示电图，电源路压电不变， 开关闭S后合滑，变阻器动R

北京理工大学物理实验绪论答案

1. 下面哪种说法正确？D
A. 间接测量结果有效数字位数的多少由测量仪器的精度决定。
B. 间接测量结果有效数字位数的多少由计算器数码显示位数的多少决定。
C. 间接测量结果有效数字位数的多少由所用的单位决定。
D. 间接测量结果有效数字位数的多少由其不确定度决定。
2. 某物理量的测量结果为n=1.6532（0.0007），下面对该结果的解释哪种是正确的？C
A. 表明该物理量的数值有两种可能，即n=1.6525 或n=1.6539 。
B. 表明该物理量的数值是（1.6525，1.6539）区间内的任何值。
C. 表明该物理量的真值有较大的概率位于（1.6525，1.6539）区间内。
D. 表明该物理量的真值不在（1.6525，1.6539）区间内。
3. 在相同的测量条件下，对同一物理量进行多次重复测量，并以各次测量值的算数平均值作为该物理
量的测量结果，以下哪种说法是正确的？B
A. 这样做可以减小系统误差。
B. 这样做可以减小随机误差。
C. 这样做可以得到该物理量的真值。
D. 这只是处理测量数据的一种方法，不能减小误差，与真值也没关系。
4. 以下关于系统误差的说法哪个是正确的？D
A. 系统误差是没有规律的误差。
B. 系统误差