实验十一 电
表
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的改装和校准
教学设计方案
基础部物理实验室 黄尚永
本次实验主要让学生掌握电学实验的基本操作，了解替代法测量电表内阻的思想，完成电流表和电压表的量程改装。
学时安排 ：3节课连上共135分钟：其中原理讲授和演示约40分钟，学生操作和个别指导约90分钟；
教学方法：一、配合实验展板做原理讲解；
二、结合实验仪器做操作讲解和演示；
三、指导学生自己动手操作观察现象，记录数据；
重点难点：一、替代法测量表头内阻；
二、改装电流表和电压表；
答疑和讨论安排：整个实验过程中随时解答学生的疑问；
考核方式：实验成绩共10分，最终在学生的实验报告上给出：
1、 严格检查学生签到和预习情况，预习占2分；
2、 考察学生自己的动手能力并给于操作成绩，满分3分
3、 实验报告的撰写，数据处理和最终结果表达，满分5分。
板
书
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设计： 实验室展板
在日常工作中，有时我们需要将手里的微安表改装成各种不同量程的电流表和电压表。
【实验目的】
1、学习电表内阻的测量方法；
2、掌握改装电表和校验电表的原理和方法；
3、学习在实验中正确使用电路图。
【实验原理】
1、 将微安表改装成不同量程的电流表
设微安表量程为
，内阻为
，要将它的量程扩大至
，需要在微安表的两端并联电阻
（见图11-1）。根据欧姆定律，
应该满足：
，
。
2、 将微安表改装成电压表
用一个高值电阻
与微安表串联，即可实现电流表改装成电压表（如图11-2），根据欧姆定律，
。
3、电表内阻的测量
在改装电表时，首先要知道它的内阻。测量内阻的方法很多，这里介绍一种——取代法。如图11-3 ，要测微安表1的内阻，将它和微安表2串联起来，并在两段加一定的电压，使微安表2偏转为某一个值，例如，30微安，然后将微安表1换为电阻箱R2，保持原来的电压不变，调节R2使微安表2的示数达到原来的数值，则R2的数值就是微安表1的内阻。
图11-3
4、电表的校准
改装的电表，一定要校准。所谓校准，就是将待校的电表与一校准电表同时测量同一个电流（或电压），记下待校表的指示值I改和校准表的指示值I校，从而获得校准标在该刻度的修正值ΔI(ΔI=I改-I校)。把不同的刻度值都校准之后，选取最大的ΔI除以该表的量程，所得的值小于原表头所标级数，则认为改装合格。
我们以ΔI为纵坐标，以I改为横坐标；校准点之间用直线连结，就得到一个折线形的校准曲线。在以后使用这个电表时，就根据校准曲线来修正电表的读数，从而得到更加准确的测量结果。另外，校准曲线应该注明校准的日期和环境。
通过校准还能确定电表的准确度等级，即准确度等级%=
。电表的准确度等级经常标记在电表的面板上，称为级；例如1.5级的电表，它测量的基本误差不大于该电表量程的1.5%。
【实验仪器】
微安表两个（一个改装表和一个参考表），滑线变阻器、电阻箱、毫安表（校验用）、伏特表（校验用）各一个。
【实验内容】
一、测量待改装表头的内阻
按图11-4接好线，测量微安表1的内阻r0，改变μA2的示数，重复测量r0五次，记下内阻的数值，其平均值作为待改装表头μA1的内阻。
测量次数
1
2
3
4
5
参考表读数（μA）
改装表内阻(Ω)
二、把微安表改装成3mA的毫安表
1、根据所测的内阻r0计算在微安表μA1两端并联电阻的阻值rs；
2、将电阻箱的阻值调到rs，并和微安表并联起来；
3、按图11-5接好线路并检查；
4、调节C点位置，使微安表 的读数为10，20，30，40，50μA，记下相应的校准表（毫安表）的读数。
5、以 ΔI为纵坐标，I改为横坐标，作ΔI -I改校准曲线。
【数据表格】
1、分流电阻rs=
2、校验毫安表的规格：
1、 记录数据：
原表读数
10μA
20μA
30μA
40μA
50μA
改装毫安表读数
校验毫安表读数
ΔI=I改- I校
三、把微安表改装成量程为5.00V的伏特表
1、根据所测的内阻，计算与微安表串联的电阻的阻值rp；
2、把电阻箱阻值调到rp，然后和微安表串联；
3、按照图11-6线路连线，接好后检查；
4、调节C点，使微安表10，20，30，40，50μA。记下校验伏特表的相应读数；
5、以ΔV为纵坐标，V改为横坐标，作ΔV--V改校准曲线。
【数据表格】
1、 分压电阻rp=
2、 校验伏特表的规格：
3、 记录数据：
原表读数
10μA
20μA
30μA
40μA
50μA
改装伏特表读数
校验伏特表读数
ΔV=V改- V校
【注意事项】
1、校准时先确定零点，再校准量程，然后校准刻度。
2、校准曲线为一折线。
【预习思考
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
】
1、用取代法测表头内阻的主要步骤是什么？
2、校正电流表时，如果发现改装表的读数都比校准表的读数偏高，试问要达到校准表的数值时，此时改装表的分流电阻应该调大还是调小？为什么？
3、校正电压表时，如果发现改装表的读数都比校准表的读数偏低，试问要达到校准表的数值，此时改装表的分压电阻应调大还是调小？为什么？
【作业】
1、有一内阻r0=500Ω，量程为300μA的微安表，要把它改装成量程为9mA的毫安表，问，并联电阻的阻值是多少？如改装成量程为3V的伏特表，问串联电阻是多少？
2、要把5V的电压表改装成30V的电压表，问串联多大的电阻？（设原电表的内阻是1000Ω）。
3、你还能设计出其他测量表头内阻的电路图吗？请具体说明。
图11-1 改微安表为电流表
V0
R0
图11-2 改微安表为电压表
V0
Rp
R0
图11-4 测微安表内阻电路图
μA2
R2
μA1
图11-5 毫安表改装和校准电路图
mA
Rs
μA1
Rp
V
μA1
μA1
V0
μA2
图11-6 伏特表改装和校准电路图
Rs
μA2
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浙公网安备 33021202002483