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11.4（2） 电压表和电流表的电路结构
人教版（2019）高二年级物理必修3同步备课系列
1
小量程电流表
目录
CONTENTS
2
电压表的改装
3
电流表的改装
4
电表的校对
新课导入
图中的仪器是能显示微弱的电流的仪器——灵敏电流计（表头）。可以测量10-7~10-12A的微小电流。
我们常用的电压表和电流表都可以用这个表头改装，你知道要怎么改装吗？
第一部分
小量程电流表
01 表头的结构与原理
1. 核心部件：永久磁铁和可转动的线圈
2. 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θ与通过电流表的电流I成正比（后面课程有）
02 表头的三个参数
3.作用：测量微小电流和电压。
4.电路图符号：
三个参数
5.三个主要参数
表头内阻Rg :电流计内阻 Rg
满偏电流Ig: 指针偏转到最大值时的电流 Ig
满偏电压Ug ：电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug
三个参数关系：
第二部分
电压表的改装
01 问题与思考
问题：有一个表头的内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0～3V的电压表呢？
思考1：改装后的电表两端加的最大电压为多少？表头本身可以承受多少的电压？
思考2：其余的电压怎么处理？
Ig
U
Ug
UR
R
Rg
Ug=IgRg=0.03V
其余电压加在这里
01 问题与思考
Ig
U
Ug
UR
R
Rg
Ug=IgRg=0.03V
UR=U-Ug=2.97V
思考3：串联的电阻上需要分担多少电压？需要多大的电阻分压？
思考4：需要串联多大的电阻？改装后电表的内阻有多大？
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
02 电压表的改装
1.电压表改装：将表头串联一个较大电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图所示。
2.串联电阻的计算：
3.电压表内阻的计算：
令
第三部分
电流表的改装
01 问题与思考
问题：有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？
思考1：改装后的电表可通过的最大电流为多少？表头本身可以通过多少的电流？
思考2：其余的电流怎么处理？
Ig=1mA
其余电流从哪里流过
IR
R=
G
Rg
Ig
I
A
I
RA
01 问题与思考
Ig=1mA
其余电流从哪里流过
IR
R=
G
Rg
Ig
I
A
I
RA
思考3：需要多大的分流电阻？
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
0.050Ω
0.050Ω
02 电流表的改装
1.电流表改装：将表头串联一个较大电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图所示。
2.并联电阻的计算：
3.电流表内阻的计算：
03 典例探究
【典例1】 (多选)(2024·呼和浩特市高二期末)如图所示，将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表，将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表，要使它们的量程增大，R1、R2应如何变化
A.R1增大 B.R1减小
C.R2减小 D.R2增大
03 典例探究
【答案】AC
【解析】由题图甲所示可知，电流计与电阻串联，为电压表，R1起分压作用，要使量程增加，需增加R1的分压，即R1需增大，故A正确，B错误；
由题图乙所示可知，电流计与电阻并联，为电流表，R2起分流作用，要使量程增加，需增加R2的分流，即R2需减小，故C正确，D错误。
03 典例探究
【典例2】(2023·张家口市高二期中)如图所示为双量程电流表的内部结构，由表头和定值电阻R1、R2组成，表头的满偏电流Ig＝2 mA，内阻Rg＝100 Ω，定值电阻R1＝20 Ω，R2＝30 Ω。则A接线柱对应的量程为
A.4 mA B.6 mA
C.13 mA D.15 mA
03 典例探究
【答案】D
【解析】当接A接线柱时表头与R2串联再与R1并联，故R1的电流与表头的电流关系为
Ig(Rg＋R2)＝I1R1，代入数据解得I1＝13 mA，A接线柱对应的量程为I＝I1＋Ig＝15 mA，故选D。
04 规律总结
1.电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可。
2.无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变。
第四部分
电表的校对
01 表盘校对
问题1：电压表改装后的表盘需要做怎样的改变？
（1）在电流计原刻度的基础上乘以（Rg+R）即可；
（2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可.（量程和精确度）
问题2：电流变改装后的表盘需要做怎样的改变？
（1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+ ）即可
（2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可。 （量程和精确度）
02 电表的校对
校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值．
改变变阻器R的滑片位置，
使V 的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核对改装电压表的示数是否正确，若改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差
巩固提升
第五部分
01 小结
项目 改装成电压表 改装成电流表
改装后的量程 U＝Ig(R＋Rg)
量程扩大的倍数
接入电阻的阻值
改装后的总内阻 RV＝Rg＋R＝nRg
02 课堂练习
1.(2024·汉中市高二月考)一电流表的满偏电流Ig＝30 mA，内电阻Rg＝95 Ω，要把它改装成一个量程为0.6 A的电流表，应在电流表上
A.串联一个5.00 Ω的电阻 B.并联一个5.00 Ω的电阻
C.串联一个4.75 Ω的电阻 D.并联一个4.75 Ω的电阻
02 课堂练习
2.(2023·北京市昌平区高二期末)某同学将内阻Rg＝20 Ω、满偏电流Ig＝5 mA的毫安表改装成一个量程为3 V的电压表，改装完成后进行电压测量时，毫安表指针位置如图所示。下列说法正确的是
A.改装时应在毫安表上串联一个580 Ω的电阻
B.改装时应在毫安表上并联一个580 Ω的电阻
C.图中表示测量的电压为3.0 V
D.图中表示测量的电压为0.06 V
02 课堂练习
电压表改装后的量程为3 V，表盘一共50格，则一格表示0.06 V，指针指在30格的位置，读数为30×0.06 V＝1.80 V，C、D错误。
