“電流表改裝成電壓表”的一種實用方法

周蓉娟　陶　洪

在高考實驗題中，常有電表改裝的題目［注1］，其基本源于中學物理教材中“將電流表改裝成電壓表”的實驗。按教材中的要求，一般先測算出電流表的內(nèi)阻rg，然后根據(jù)電流表的滿偏電流Ig，得到滿偏電壓Ug(Ug=Igrg)，再根據(jù)要改裝成UV電壓表的要求，算出應串聯(lián)的分壓電阻R1的阻值；最后取一個阻值為R1的電阻(如電阻箱)，將其與電流表串聯(lián)以作為改裝成的UV電壓表，并與標準電壓表進行核對，如圖1所示。

教材中上述實驗內(nèi)容作為電表改裝的一種方法，讓學生在實驗過程中得到技能的培養(yǎng)和思維的訓練等等，未嘗不可。但，僅就電表改裝這一目的而言，如果改裝表與標準表核對時發(fā)現(xiàn)改裝表并非UV電壓表(如不是2V表，而是1．9V表)，怎么辦?［注2］

事實上，上述改裝方法是搞“理論”的人最容易想到的方法，而不是搞“實驗”的人常采用的方法。按“實驗”的思維方式，“將電流表改裝成電壓表”可用下面一種更實用、更方便的方法。［注3］

首先，用歐姆表粗略測出表頭內(nèi)阻。然后，估算出表頭滿偏電壓，以及估算出分壓電阻阻值。最后，取一只阻值范圍大于估算阻值的電阻器R1(或一只固定電阻與一只電阻器串聯(lián))，和一只量程適當、準確度級別稍高的直流電壓表作為標準表［注4］)。按圖1改變滑動變阻器R2的阻值，使標準表讀數(shù)為UV；再改變電阻器R1的阻值，使電流表指針指示滿刻度(可能需重復上述步驟，反復調(diào)整)。這樣一只UV電壓表就改裝好了。毫無疑問，用上述方法改裝出的電壓表，比用課本采用的方法改裝的電壓表要準確得多。

這里，R1的阻值就是所需的分壓電阻值。如果R1不是用電阻器而是用電阻箱，那么從電阻箱的讀數(shù)R1，就可以推算出電流表內(nèi)阻rg的精確值。

［注1］如2005年、2006年江蘇省物理高考題。

［注2］也許可以按圖示電路測量足夠多的電壓值，作出改裝表的校正曲線，以后每個改裝表的測量值都根據(jù)校正曲線予以校正，但這太繁瑣，不實用。

［注3］現(xiàn)在高中物理課本中都將“閉合電路歐姆定律”作為演示實驗或?qū)W生實驗。實驗中電源一般都采用“拆開”鉛蓄電池(如J2365型可變內(nèi)阻電池)，電池電動勢約2V，實驗需要兩只2V或2．5V的直流電壓表。如果作為演示實驗，如果演示電表(如J0401型)是10年前的，沒有2V或2．5V直流電壓檔，那么，要將演示電表改裝成2V(或2．5V)直流電壓表就可采用下述方法。

［注4］一般要求標準表的準確度級別(等級)，在數(shù)值上不大于被校表準確度級別的13。

(欄目編輯王柏廬)

實驗室都可以找到，且可初步實現(xiàn)觀察放電現(xiàn)象及其發(fā)展和過渡過程。

4．2 氣體放電現(xiàn)象十分復雜，因此可以進行另外的一些創(chuàng)新實驗探究，如研究放電電壓與極間距之間的關系，放電電壓與電極的曲率的關系（從球形電極過渡到平行板電極），與電極表面狀態(tài)及氣體種類的關系等。

4．3 從實驗的設計和進行過程本看，大自然中還有許多有趣的現(xiàn)象值得我們深入探究；該實驗對提高同學們實驗的主動性、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力有顯著的幫助。

參考文獻：

［1］侯清潤.氣體放電實驗與帕邢定律［J］.物理實驗，2004,24（1）：

［2］胡志強、甄漢生、施迎難.氣體電子學［M］.電子工業(yè)出版社. 1985，75-98

［3］李椿、章立源、錢尚武 . 熱學［M］. 高等教育出版社. 1979，111-116

［4］楊津基.氣體放電［M］.科學出版社. 1983，18-28

(欄目編輯王柏廬)

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