一轮复习：电表的改装

1.小量程的电流表G（表头）

（1）工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过电流表的电流成正比。指针不转时为纯电阻。

（2）表头的三个主要参数

①内阻Rg：小量程电流表G的电阻。

②满偏电流lg：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流。

③满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压。

满偏电流lg、内阻Rg、满偏电压Ug三者的关系：据部分电路欧姆定律可知：Ug＝lgRg。

灵敏电流计的满偏电流lg、满偏电压Ug一般比较小，若通过电流计的电流大于Ig，电流表很容易烧坏。

2.表头G改装成电压表

（1）原理

根据欧姆定律将电流表的示数换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程Ug很小。如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来测量较大的电压，因此，电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图所示。

（2）分压电阻的计算

由串联电路的特点知U＝IgRg＋IgR，解得R=（U/Ug-1）Rg

因为电压表量程扩大的倍数n=U/Ug，所以R＝（n-1）Rg.电压表的内阻Rv＝Rg＋R＝nRg。

3.表头G改装成电流表

（1）原理

给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来测量较大的电流，即扩大了电流表的量程，如图所示。

（2）分流电阻的计算

根据并联电路的特点，有lgRg＝（I-lg）R

解得R=IgRg/（I-Ig）

因为电流表量程扩大的倍n＝I/Ig，所以R＝Rg/(n-1)

电流表的内阻Rᴀ=Rg/n。

【特别提醒】

（1）无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、lg、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变.

（2）改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压，改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流。

例题：如图甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，

G为表头，R为可调电阻，则下列说法正确的是（）

A.图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大

B.图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小

C.图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大

D.图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小

【解析】题图甲为电流表改装的原理图，并联的电阻阻值大时分流少，所以R增大时量程减小；题图乙为电压表改装的原理图，串联的电阻阻值大时分压多，所以R增大时量程增大，因此选项B、C正确.

例题：如图所示，

其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R₁的阻值等于电流表内阻的1/2；R₂的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（）

A.将接线柱1、2接人电路时，每一小格表示0.04A

B.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A

C.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A

D.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A

【解析】A、B项：将接线柱1、2接入电路时电阻R₁分流，阻值为电流表的一半，通过R₁的电流为通过电流表电流的2倍，量程扩大为原来的3倍，所以每一小格表示0.06A，故A、B项错误.C、D项：将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R₁并联，然后与R₂串联，串联电路对电流表量程无影响，电阻R₁分流，电流表量程变为原来的3倍，每一小格表示0.06A，故C项正确，D项错误.正确答案为C

例题：两只电压表V₁和V₂是由完全相同的两个电流计改装成的，V₁表的量程是0～5V，V₂表的量程是0～15V，把它们串联起来接入电路中，则（B）

A.它们的示数相等，指针偏转角度也相等

B.它们的示数之比为1：3，指针偏转角度相等

C.它们的示数相等，指针偏转角度之比为1：3

D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1：3

【解析】把两个电压表拆开，如图所示，

因为是串联关系，所以电流相等，指针偏角相等，但因为表盘标度不一样，读数不一样。

例题：四个相同的小量程电流表（表头）

分别改装成两个电流表A₁、A₂和两个电压表V₁、V₂。已知电流表A₁的量程大于A₂的量程，电压表V₁的量程大于V₂的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（）

A.电流表A₁的读数等于电流表A₂的读数

B.电流表A₁的偏转角小于电流表A₂的偏转角

C.电压表V₁的读数大于电压表V₂的读数

D.电压表V₁的偏转角等于电压表V₂的偏转角

【解析】把电流表拆开，A₁、A₂处相当于表头和分流电阻四个元件并联，

把电压表也拆开，如图所示，

显然流过A₁、A₂两电流表表头的电流相等，故两表指针偏转角相等，但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和，A₁的分流电阻小，电流大，A正确，B错误；V₁、V₂表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联，两表头指针偏角也相等，V₁表分压电阻大读数大，C错误，D正确。

例题：某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接( )

（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_______．（填正确答案标号）

A．18 mA B．21 mA

C．25mA D．28 mA

（3）产生上述问题的原因可能是________．（填正确答案标号）

A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω

B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω

C．R值计算错误，接入的电阻偏小

D．R值计算错误，接入的电阻偏大

（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=_______．

例题：某同学将一量程为250mA的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R₁与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R₂、定值电阻R₃、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。

（1）微安表铭牌标示内阻为0.8kΩ，据此计算R₁的阻值应为___________kΩ。按照电路图连接电路，并将R₁调为该阻值。

（2）开关闭合前，R₂的滑片应移动到_______端。

（3）开关闭合后，调节R₂的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是___________。（填选项前的字母）

A．1、2间断路 B．3、4间断路 C．3、5间短路

（4）排除故障后，调节R₂的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98，此时需要___________（填“增大”或“减小”）R₁的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。

答案：5.2 2 AC 减小

例题：将一微安表先改装成量程1mA的电流表，再改装成量程5V的电压表，并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图，虚线框中是改装后电压表电路，V是量程6V的标准电压表。已知微安表满偏电流为250μA，标记的内阻为600Ω，电阻箱R₁、R₂调节范围为0~9999.99Ω。

(1)微安表改装：图甲中电阻箱的阻值分别调节到R₁=_______Ω，R₂=______Ω。

(2)实物连线：选用合适的器材，按照图甲正确连接电路。

(3)对比校准：正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表（改装后电压表）的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表量程的真实值________5V。（选填“大于”或“小于”）

(4)重新调整：通过检测发现：电阻箱R₁、R₂阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表量程的真实值不是5V的原因。再通过调节电阻箱R₁、R₂的阻值，使改装电压表量程的真实值为5V，以下调节方案可行的有______（填序号）

A．保持R₁不变，将R₂增大到合适值

B．保持R₁不变，将R₂减小到合适值

C．保持R₂不变，将R₁增大到合适值

D．保持R₂不变，将R₁减小到合适值

答案：200 4850 小于 AD