文档介绍：电流表内阻测量方法
史献计(南京化学工业园区教研室 210048)
电流表有三个其本参数,满偏电流Im、满偏时电流表两端的电压UA和内阻RA,其中满足的关系UA = ImRA。电流表是由灵敏电流表改装而成的,其对应的参数有满偏电流Ig、满偏时电流表两端的电压Ug和内阻Rg,满足的关系Ug = IgRg。为了改装电流表,需要测量内电阻,因而就趋生了许多测量电流表内阻的试题,其测量方法较多,现提供几种测电流表表内阻的方法,供参考。

利用安培表和伏特表,由部分电路欧姆定律可求待测电阻的阻值。
图1
A
V
S
R
【例1】有一个电池组,一只高内阻的电压表,一个阻值足够大的滑动变阻器,一只开关,若干根导线。请用这些器材设计一个测量电流表的内阻的电路。
解析:如图1所示,闭合开关S,读出电压表的示数为U,电流表的示数为I,则由部分电路欧姆定律RA = U/I1,多次测量取平均值可测得RA。
点评:根据欧姆定律,利用电压、电流测量值进行计算即可,这是电阻测的基本原理。

【例2】从下表中选出适当的实验器材,设计一电路测量电流表A1的内阻r1。要求方法简单,有尽可能高的测量精度,并能得多组数据。
器材
代码
规格
电流表
A1
量程10mA、内阻r1待测(约400Ω)
电流表
A2
量程500μA、内阻r2=750Ω
电压表
V
量程10V、内阻r3=10kΩ
电阻
R1
约100Ω,起保护作用
滑动变阻器
R2
0 ~ 50Ω
电源
E
,内阻很小
开关
S
导线若干
(1)画出电路图,标明所用器材的代号;
S
A1
A2
R2
R1
E
图2
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为rl = ___________,式中各符号的意义是______________________________________________。
解析:(1)设计电路如图2所示。
(2)当S闭合时,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,r2表示电流A2的内阻,由并联电路中电流与电阻成反比可得r1 = I2r2/I1。
点评:两个电阻并联,若知道其中一个支路的电阻和两个支路的电流,可利用并联电路中电流与电阻成反比,求另一电阻值。试题容易首先考虑伏安法。但是由电表的量程不满足此条件,因此当然不能这么做。考虑到要满足“有尽可能高的精确度”的条件,认为电压U的测定,不能选量程是10V的电压表。,因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压。
如果利用并联分流就会想到用电流表分流的创新思路。

【例3】有一个内阻可忽略不计的电池,两个阻值已知的定值电阻R1、R2,两只开关,若干导线。请用这些器材设计一个测量电流表A内阻的电路图。
解析:如图3所示,闭合开关S1和S2,读出电流表的示数为I1,然后将S2断开,读出电流表的示数为I2,由全电路欧姆定律可得
E
R1
R2
S2
S1
A
图3
I1 = E/(R1 + RA)、I2 = E/(R1 + RA + R2)
解得RA = 。
点评:由全电路欧姆定律可知,当电源内阻不计时,电路中的总电流与外电路的总电阻成反比。

【例4】~ ,现要测量其内阻,可选用的器材如下:
A
R1
V
S
E
R2
图4
A. 待测的电流表A1();
B. 电压表V1(量程3V,内阻约2kΩ);
C. 滑动变阻器R1(最大电阻10Ω);
D. 定值电阻R2(阻值5Ω);
E. 电源E(电动势4V)
F. 电键S及导线若干。
(1)画出实验电路图;
(2)若某次测量测得电压表的读数为U,电流表的读数为I,则电流表A1内阻的表达式为:RA = 。
解析:(1)电路图如图4所示。
(2)根据欧姆定律及串联电路特点有RA = U/I – R2。
点评:由于题设条件的设计,容易想到运用伏安法。然而仔细考虑一下就会发现:~ ,,,因而电压表不能并联在电流表的两端,因此可以考虑将一个阻值为5Ω的定值电阻R2与电流表串联,再与电压表并联,才满足要求;再者量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势(4V),但可在电路中接入滑动变阻器进行保护。滑动变阻器分压连接电压可以从零开始连续可调,便于多数测量,故滑动变阻器采用分压式连接方式。

S
A1
A2
R
图5
【例5】有一个电池组,两只内阻均未知的电流表A