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電表的常規(guī)接法是：電流表串聯(lián)接入電路中，電壓表并聯(lián)接在電路上.如果沒有特別聲明，可把電表理想化(即RA=0,RV=∞)，電表的接入和取出對(duì)電路不產(chǎn)生影響。
實(shí)際使用的電流表內(nèi)阻很小但不為零，電壓表內(nèi)阻很大但不為無窮大。實(shí)驗(yàn)時(shí)，電表可以采用非常規(guī)接法，即電流表并聯(lián)在用電器兩端，電壓表串聯(lián)在電路上.本文結(jié)合高考試題，對(duì)電表的非常規(guī)接法作一分析探討，以便教學(xué)中進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。
電壓表的串聯(lián)接法
要求測(cè)量電壓表的內(nèi)阻時(shí)，可以把電壓表當(dāng)作定值電阻串聯(lián)在電路中，此時(shí)電壓表的示數(shù)就是它兩端的實(shí)際電壓.若用電流表與它串聯(lián)，由電流表上讀出電流數(shù)值，用RV=U/I便可計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻.此接法避免了“伏安法測(cè)電阻”的原理中，由于電壓表、電流表的接入導(dǎo)致測(cè)量值與真實(shí)值不相等而產(chǎn)生的誤差。
例1(1997年高考題)：某電壓表的內(nèi)阻在20 kΩ～50 kΩ之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材。
待測(cè)電壓表V(量程3 V) 電流表A1(量程200 μA)電流表A2(量程0.6 mA)
電流表A3(量程0.6 A) 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值1 kΩ) 電源E (電動(dòng)勢(shì)4 V)
開關(guān)S
(1)所提供的電流表中，應(yīng)選用_______(填寫字母代號(hào))
(2)為了盡量減小誤差，要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。
分析與解答：要測(cè)量電壓表的內(nèi)阻，它兩端的電壓可由電壓表的示數(shù)讀出，流過電壓表的電流要用電流表與它串聯(lián)才能測(cè)出.因?yàn)殡妷罕砹砍虨? V，內(nèi)阻為20 kΩ～50 kΩ，所以流過電壓表的最大電流為
Ivm=3 V/20×103 Ω=1.5×10-4 A=150 μA
圖1
則電流表選擇A1
由于滑動(dòng)變阻器電阻比電壓表內(nèi)阻小得多，且要求盡量減小誤差，測(cè)量多組數(shù)據(jù)，所以采用分壓器電路，如圖1所示。
若待測(cè)電阻為高值電阻，當(dāng)流過高值電阻的電流太小不便用電流表測(cè)量時(shí)，用一只知道內(nèi)阻的電壓表，采用非常規(guī)接法可以測(cè)出高值電阻值。
例2：一只電壓表，量程已知，內(nèi)阻為RV，另有一電池(電動(dòng)勢(shì)未知，但不超過電壓表的量程，內(nèi)阻可忽略不計(jì))。請(qǐng)用這只電壓表和電池，再和一個(gè)開關(guān)以及一些連接用導(dǎo)線，設(shè)計(jì)測(cè)量某一高值電阻Rx的實(shí)驗(yàn)方法.(已知Rx的值與RV相差不大)
圖2
分析與解答：由于電池組內(nèi)阻不計(jì)，直接用電壓表接到電源正負(fù)極上，電壓表讀數(shù)U1=E。
用電壓表與Rx串聯(lián)，如圖2所示，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U2，所以Rx兩端電壓為E-U2，由串聯(lián)電路特點(diǎn)得
U2/RV=(E-U2)/Rx
則Rx=(U1-U2/U2)* RV
2 電流表的并聯(lián)接法
電路兩端電壓很小，把電流表并聯(lián)在電路上，流過電流表的電流小于量程，這種非常規(guī)接法仍然可行.如2000年高考16題，電流表必須并聯(lián)。
例3(2000年高考題)：從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。
器材(代號(hào)) 規(guī)格
電流表(A1) 量程10mA,內(nèi)阻r1,待測(cè)(約40Ω)
電流表(A2) 量程500μA,內(nèi)阻r2+750Ω)
電壓表(V) 量程10V,內(nèi)阻r3=10kΩ
電阻(R1) 阻值約100Ω,作保護(hù)電阻用
滑動(dòng)變阻器(R2) 總阻值約50Ω
電池(E) 電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻很小
開關(guān)(S)
導(dǎo)線若干
(1)畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。
(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為____式中各符號(hào)的意義是_______。
分析與解答：待測(cè)電流表A1的量程I1m=10 mA，內(nèi)阻r1約為40 Ω，則電流表A1兩端的最大電壓U1m=I 1mr1=10×10-3 A×40 Ω=0.4 V。
若用量程為10 V的電壓表與A1并聯(lián)測(cè)電壓，電壓表讀數(shù)誤差太大，此電壓表不能選用。
因?yàn)橐阎娏鞅鞟2的內(nèi)阻r2=750 Ω，I2m=500 μA，A1、A2兩端的最大電壓U2m=I2mr2=500×10-6A×750 Ω =0.375 V。用A2與A1并聯(lián)，可設(shè)法做到并聯(lián)后電壓不大于0.375 V，則A1與A2兩端電壓相等，U1=U2 I1r1=I2r2
r1=I2r2/I1
式中I1為流過A1的電流，I2為流過A2的電流，r1為電流表A1的內(nèi)阻，r2為電流表A2的電阻。
圖3
若要測(cè)量精度高，電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法效果更佳。電路圖如圖3所示。
高考考試說明中要求考生會(huì)正確使用電壓表、電流表，指的是會(huì)常規(guī)的連接方法，也包含會(huì)創(chuàng)造性地使用非常規(guī)連接方法，這是更高層次上的能力考查，就是近年來高考中重點(diǎn)考查的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ弧 ?/p>
(責(zé)任編輯：電工網(wǎng))
