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§4 电学实验基础 二、电表的改装 1、电压表和电流表 （1）电流表原理和主要参数 电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故Ug＝IgRg （2）电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝，则根据分压原理，需串联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 （3）电流表改装成电流表 方法：并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。 需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 【例1】如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则 安培表A1的读数 安培表A2的读数； 安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角； 伏特表V1的读数 伏特表V2的读数； 伏特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角； （填“大于”，“小于”或“等于”） 三、电阻的测量 电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，还有半偏法测电阻、比较法测电阻、替代法测电阻、等效法测电阻等等. 下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择，欧姆表法后面另外介绍 1．伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示） 2．实验电路（电流表内外接法）的选择 测量未知电阻的原理是R＝，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则： （1）如图（a）所示内接法。由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测＝＝Rx＋RA，比真实值Rx大了RA，相对误差a＝，若＞，即Rx属于大电阻，一般选电流表的内接法。 （2）如图（b）所示外接法。由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压，电流表的读数I表示通过Rｘ与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻 R测＝也比真实值Rx略小些，相对误差a＝，若＜，即Rx属于小电阻，一般选电流表外接法。 【例2】某电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下： A．待测电流表A1（量程0.6A）； B．电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ） C．电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ）； D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω） E．定值电阻R2（阻值5Ω） F．电源E（电动势4V） G．电键S及导线若干 （1）电压表应选用_____________； （2）画出实验电路图； （3）如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：RA = ______________。 四、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分压接法 0≤UL≤E 0≤IL≤ E（IL+Iap） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 其中，在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0＞RL时IL主要取决于R0的变化，当R0＜RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化.在分压电路中，不论R0的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使IL有明显的变化. 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取. （1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须