范文一：电压表和电流表的区别

电压表和电流表的区别 电流表,又叫安培表.用来测电路中电流的大小.电流表有三个接线柱,两个量程;两个量程共用一个“，”或“,”接线柱,标着“0.6”、“3”的为正或负接线柱.电流表的刻度盘上标有符号A和表示电流值的刻度,电流表的“0”点通常在左端,被测电路中的电流为零时,指针指在0点.有电流时,指针偏转,指针稳定后所指的刻度,就是被测电路中的电流值.当使用“，”或“,”和“0.6”时,量程是0,0.6A,每个大格0.2A,每个小格是0.02A;若使用“，”或“,”和“3”时,量程是0,3A,每个大格1A,每个小格是0.1A.

电流表要串联在电路中使用.电流表本身内阻非常小,所以绝对不允许不通过任何用电器而直接把电流表接在电源两极,这样,会使通过电流表的电流过大,烧毁电流表.

电压表,又叫伏特表.用来测电路中电压的大小,电压表也有三个接线柱,一个负接线柱,两个正接线柱.学生用电压表一般正接线柱有3V,15V两个,测量时根据电压大小选择量程为“15V”时,刻度盘上的每个大格表示5?,每个小格表示0.5V(即最小分度值是0.5?);量程为“3?”时,刻度盘上的每个大格表示lV,每个小格表示0.lV(即最小分度值是0.l?).

电压表要并联在电路中使用,和哪个用电器并联,就测哪个用电器两端电压;和电流表不同的是,电压表可以不通过任何用电器直接

接在电源两极上,这时,测量的是电源电压.

    电压表和电流表的异同见表。    表    电压表和电流表的异同

范文二：电流表电压表

第Ⅲ单元 电表·电阻的测量

巩固基础

一、电表的改装

（一）电流表G改装成电压表

1.原理：电流表（表头）串联一个较大的电阻.

2.串联电阻的阻值：

设表头的满偏电流为Ig，内阻为Rg，满偏电压为Ug，若改装后的量程为U，根据串联

U?

Ug电路的特点，则串联的电阻为R=IgUI=g-Rg.

U

I3.改装后的电压表内阻RV=Rg+R=g.

（二）电流表G改装成大量程的电流表

1.原理：电流表（表头）并联一个小电阻.

2.并联电阻的阻值

表头的满偏电流为Ig，内阻为Rg，满偏电压为Ug，改装后的量程为I，根据并联电路

Ug

的特点，有：R（I-Ig）=IgRg=Ug，则并联的电阻为R=I?Ig.

RRg

g. 3.改装后的电流表内阻RA=

二、伏安法测电阻

1.原理：伏安法测电阻的原理是欧姆定律，只要测出通过待测电阻的电流和两端的电压，然后根据R=U/I就可得到待测电阻的阻值.

2.电路：测量电路有电流表外接法〔图10-3-1（a）〕和电流表内接法〔图10-3-1（b）〕两种选择. R?R

图10-3-1

（1）当用电流表外接法时，电阻测量值小于真实值；当用电流表内接法时，电阻测量值大于真实值.

（2）若待测电阻Rx远小于电压表的内阻，即待测电阻Rx为小电阻时，宜采用电流表外接法；

若待测电阻Rx远大于电流表的内阻，即待测电阻Rx为大电阻时，宜采用电流表内接法.

三、多用电表的使用

1.多用电表是可测电压、电流、电阻等物理量的仪器.

2.（1）多用电表在进行测量之前，应先使红、黑表笔分别插在“+、-”插孔内，若指针没有指在左端零刻度处，还应用螺丝刀使指针指在左端零刻度处（机械调零）.

（2）用多用电表测电压（或电流）时，应把选择开关旋到电压挡（或电流挡），并选好量程，然后使红、黑表笔与有关用电器并联（测电压）或串联（测电流）.

（3）用多用电表测电阻时，应把选择开关旋到欧姆挡，测量电阻前，应先调零，再进行测量.调零的方法是使红、黑表笔直接接在一起，调整调零旋纽，使指针指到表盘最右端电阻零刻度处.若需要换量程进行测量，则也要先调零再测量.

把握要点

考点一 电表的改装

实验室和生产生活中使用的电压表和电流表，都是由小量程的电流表（表头）改装而成.由于表头的内阻Rg和满偏电流Ig都很小，所以用表头直接测电压或电流的话，所能测的电

压或电流都很小.这样需把电流表G改装成能测较大电压和电流的电表.

（1）电流表G改装成电压表.根据串联电路的分压原理，当表头串联一个较大的电阻时，就能把表头改装成测较大电压的电压表.当改装成量程为U的电压表时，根据串联电路的特点，串联的电阻所分的电压为U-Ug，由于Ug很小，那么改装后的量程U越大，串联的电

U?Ug

阻所分的电压也越大.串联的电阻阻值为R=Ig

Ug很小，所以需串联一个大电阻，且改装后的量程越大，需串联的电阻也越大.改装后的电UI=g-Rg，由于满偏电流Ig和满偏电压

U

I压表内阻应是表头的内阻与所串联的电阻的阻值之和，即RV=Rg+R，当然也满足RV=g.

（2）电流表G改装成大量程的电流表.根据并联电路的分流原理，当表头并联一个较小的电阻时，就能把表头改装成测较大电流的电流表.当改装成量程为I的电流表时，根据并联电路的特点，并联的电阻所分的电流为I-Ig，由于Ig很小，那么改装后的量程I越大，并

Ug

联的电阻所分的电流也越大.并联的电阻阻值为R=I?Ig.由于满偏电流Ig和满偏电压Ug很小，所以需并联一个小电阻，且改装后的量程I越大，需并联的电阻越小.改装后的电流

RRg

g.由于并联电路的总电阻比表内阻应是表头的内阻与所并联的电阻的总电阻，即RA=

任何一个电阻都小，则改装后的电流表内阻RA小于Rg.而Rg很小，所以改装后的电流表内阻RA相当小，这就是实验室中使用的电流表的内阻为什么一般都是很小的原因. 考点二 伏安法测电阻

伏安法测电阻有电流表外接法〔图10-3-2（a）〕和电流表内接法〔图10-3-2（b）〕两种选择.两种电路测量电阻都有误差

. R?R

图10-3-2

当用电流表外接法时〔如图（a）〕，电压表测量值等于待测电阻的电压真实值，电流表测量值实际上是待测电阻中的电流和电压表的电流之和，这样电流表测量值大于待测电阻中的真实电流.根据R=U/I可知，电流表外接法时，电阻测量值小于真实值.

当用电流表内接法时，电流表测量值等于待测电阻的电流真实值，而电压表测量值实际上是待测电阻中的电压和电流表的电压之和，这样电压表测量值大于待测电阻的真实电压.根据R=U/I可知，用电流表内接法时，电阻测量值大于真实值.

由于两种电路测量都有系统误差，所以电路选择的原则应当是选择测量误差较小的电路.一般的，若待测电阻Rx远小于电压表的内阻，即待测电阻Rx为小电阻时，宜采用电流表外接法；若待测电阻Rx远大于电流表的内阻，即待测电阻Rx为大电阻时，宜采用电流表内接法

.

图10-3-3

当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的方法.如图10-3-3所示，让电压表一端接在电路的a点上，另一端先后接到b点和c点，注意观察两个电表的示数变化.当电压表一端接在a点，另一端先后接到b点和c点时，若电流表读数有显著变化，说明电压表的分流作用较大，即待测电阻阻值跟电压表内阻可比拟，故电压表应接在a、c之间.若电压表读数有显著变化，说明电流表的分压作用较大，即待测电阻阻值跟电流表内阻可比拟，故电压表

应接在a、b之间.

考点三 多用电表的使用

多用电表是可测电压、电流、电阻等物理量的仪器.在使用多用电表进行测量之前，应先使红、黑表笔分别插在“+、-”插孔内，若指针没有指在左端零刻度处，还应用螺丝刀使指针指在左端零刻度处（机械调零）.用多用电表测电压（或电流）时，应把选择开关旋到电压挡（或电流挡），并选好量程，然后使红、黑表笔与有关用电器并联（测电压）或串联（测电流）.

特别要注意，用多用电表测电阻时，应把选择开关旋到欧姆挡，测量电阻前，应先调零，再进行测量.调零的方法是使红、黑表笔直接接在一起，调整调零旋钮，使指针指到表盘最右端电阻零刻度处.若需要换量程进行测量，则也要先调零再测量.

因为欧姆挡的刻度是不均匀的（从右到左刻度越来越密），所以使用欧姆表测量电阻时，不是指针偏转越大越准确，当然也不是指针偏转越小越准确.事实上当指针偏转太大或太小时，误差均较大，当指针在中值电阻（即欧姆表刻度盘的中心电阻值）附近时，误差较小.使用多用电表的欧姆挡测电阻，应本着以下几个原则：（1）恰当选择量程，使读数尽可能在表盘的中央，减小读数误差.（2）调零，且每换一次挡位应重新调零.（3）测量完毕后，应把旋钮旋至交流电压最高挡或OFF挡.

训练思维

【例1】 两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别是5 V、15 V，为了测量15—20 V的电压，把甲、乙两个电压表串联使用，则两表的（ ）

A.读数相同 B.指针偏转角度相同

C.读数正比于表的内阻 D.指针偏转角度正比于表的内阻

解析：两电压表是由同一个电流表（表头）改装而成的，表头的内阻没有变化，其量程也没有变化，两电压表由于通过的电流相同，所以两表指针偏转角度相同；而改装后的电压表的内阻不同，它们又串联在电路中，根据串联电路的分压原理，两表的读数正比于表的内阻. 答案：BD

点评：电压表指针偏转角度由电流决定，读数由它所测的实际电压决定.

【例2】 如图10-3-4所示，用小量程电流表与一电阻R并联改装为电流表，在检测新制成的电流表时，发现它的示数总比准确值小一些或稍大一些.那么应分别采取下列哪种措施来加以修正（ ）

图10-3-4

A.如果示数稍小，可在R上串联一个比R小得多的电阻

B.如果示数稍小，可在R上并联一个比R大得多的电阻

C.如果示数稍大，可在R上串联一个比R小得多的电阻

D.如果示数稍大，可在R上并联一个比R大得多的电阻

解析：示数稍小，说明通过表头的电流Ig偏小，只有减小通过R的电流IR才行，这样必使R增大，而R的增大只能串联电阻，又因为电流只能发生稍许变化，所以只能串联一个阻值比R小得多的电阻.示数稍大，说明通过表头的电流Ig偏大，只有增大通过R的电流IR才行，这样必使R减小，而R的减小只能并联电阻，又因为电流只能发生稍许变化，所以只能并联一个阻值比R大得多的电阻.

答案：AD

点评：正确理解电流表的改装原理是解决本题的关键.

【例3】 欲用伏安法测定一段阻值为5 Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：

A.电池组（3 V、1 Ω）

B.电流表（0—3 A、0.012 5 Ω）

C.电流表（0—0.6 A、0.125 Ω）

D.电压表（0—3 V、3 kΩ）

E.电压表（0—15 V、15 kΩ）

F.滑动变阻器（0—20 Ω、1 A）

G.滑动变阻器（0—200 Ω、0.3 A）

H.开关、导线

(1)上述器材中应选用的是____________________________；

(2)实验电路应采用电流表__________接法（填“内”或“外”）；

(3)画出实验电路图；

(4)设实验中电流表和电压表的某组示数如图10-3-5 所示，图中I=_______A，

U=_______V.

图10-3-5

解析：电源电动势3 V，内阻1 Ω，待测电阻约为5 Ω，直接接在电源两极，电流约为0.5 A，滑动变阻器串联接入电路中后电流会变小，所以电流表量程选0—0.6 A即可，这样电流表选C.由于电源电动势为3 V，所以电压表量程满足0—3 V即可，这样电压表选D. 选用滑动变阻器G时最大电流超过0.3 A会烧毁，所以不能用，必须选滑动变阻器F. 电压表D的内阻RV为3 kΩ，电流表内阻Rg为0.125 Ω，而待测电阻约为5 Ω，这样电压表D的内阻远大于待测电阻，所以选用电流表外接法时相对误差较小.

答案：（1）A、C、D、F、H

（2）外

（3）如图10-3-6；

图10-3-6

（4）0.480 2.20 V

点评：电表的选择既要考虑不超过量程，又要考虑方便读数.

【例4】 如图10-3-7甲和乙所示的两种电路中，电源相同，各电阻器阻值相同,各电流表内阻相等但不可忽略不计，电流表A1、A2、A3和A4读出的电流分别为I1、I2、I3、I4，则 以下说法中正确的是（ ）

图10-3-7

①I1=I3 ②I1

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③

解析：甲图中整个电路的总电阻大于乙图中整个电路的总电阻，所以甲图中电路的总电流小于乙图中电路的总电流，即I2

答案：B

点评：电流表不能看作导线时，既是仪表，又是用电器，其显示的电流既是自身的电流，又是与它串联的用电器的电流.

状元训练

复习篇

1.利用伏安法测未知电阻时，用图10-3-8甲测得结果为R1，用图乙测得结果为R2，若待测电阻的真实值为R，则（ ）

图10-3-8

A.R1＞R＞R2 B.R1R，R2＞R D.R1I=R2，R1＞R＞R2.

答案：A

2.电流表G的内阻为Rg，用它测量电压时，量程为U；用它改装成较大量程的电流表的内阻是RA，量程为I.这几个量的关系是（ ）

UU

A.RA＞Rg，I＞Rg B.RA＞Rg＞I

UU

C.RAU/I.

答案：C

3.如图10-3-9甲、乙所示为两种测电阻Rx的电路，下面说法正确的是（ ）

图10-3-9

A.甲、乙都对，甲比乙的误差小

B.甲、乙都对，甲比乙的误差大

C.甲测大电阻时误差小，乙测小电阻时误差小

D.甲测小电阻时误差小，乙测大电阻时误差小

解析：甲为电流表外接法，用来测小电阻，乙为电流表内接法，用来测大电阻.

答案：D

4.如图10-3-10所示的电路为欧姆表原理图，电池的电动势为E=1.5 V，内电阻不计，G为电流表，满偏电流为200 μA.当调好零后，在两表笔间接一被测电阻Rx时，电流表G指针示数为50 μA.那么Rx的值是（ ）

图10-3-10

A.7.5 kΩ B.22.5 kΩ C.15 kΩ D.30 kΩ

E

解析：根据闭合电路欧姆定律列式Ig=R? E

I=R??Rx

EEE1.51.5

?6?6IRx=I-RΩ=I-g=50?10Ω-200?10Ω=2.25×104 Ω=22.5 kΩ.

答案：B

5.电动势为E=12 V的电源与电压表和电流表串联成闭合回路，如果将一电阻与电压表并联,1

则电压表读数减小为原来的3,电流表的读数增大为原来的3倍，由此可推知电压表原来的读数为____________.

解析：设电压表和电流表的原来读数分别为U、I，电源和电流表的内阻分别为r1和r2，由

1

闭合电路欧姆定律得E=U+I(r1+r2)，E=3U+3I(r1+r2)，代入数据解得U=9 V.

答案：9 V

6.有一电流表G内阻Rg=10 Ω，满偏电流Ig=1 mA，现把它改装成量程是6 V的伏特表和量程为2 A的安培表，电路如图10-3-11 所示

.

图10-3-11

(1)当S1和S2都断开和都闭合时各是什么表？

(2)R1和R2各应等于多少？

解析：根据电压表和电流表的构成原理可知，S1、S2都闭合时，是电流表；S1、S2都断开时，是电压表.根据计算可得R1=5.99 kΩ，R2=0.005 Ω.

答案：（1）S1、S2都闭合时是电流表：S1、S2都断开时是电压表 （2）R1=5.99 kΩ,R2=0.005 Ω

加强篇

7.如图10-3-12所示，一个电压表由小量程电流表与电阻R串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（ ）

图10-3-12

A.在R上串联一比R小得多的电阻 B.在R上串联一比R大得多的电阻

C.在R上并联一比R大得多的电阻 D.在R上并联一比R小得多的电阻

解析：电压表读数总比准确值稍小一些，意味着表头的指针偏转角度偏小，说明通过电流表的电流稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应减小R的阻值.为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总电阻更大；也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R小得多.如果在R两端并联阻值比R大得多的电阻，则并联后的电阻比R稍小.

答案：C

8.三个相同的电压表接入电路中，如图10-3-13所示，已知电压表V1的示数为8 V，电压表V3的示数应为5 V，那么电压表V2的示数应为（ ）

图10-3-13

A.5 V B.3 V C.8 V D.大于3 V，小于5 V 解析：非理想电压表可看作一个特殊的用电器，电压表的示数为该电阻两端的电压，三个电压表相同说明它们的内阻、量程相同.则由欧姆定律得：

U3U1U1U33

I总=RV，I3=RV，I2=I总-I3=RV-RV=RV，即U2=3 V.

答案：B

9.如图10-3-14，两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U恒为12 V的直流电源上，有人把一个内电阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为8 V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表示数将（ ）

图10-3-14

A.小于4 V B.等于4 V

C.大于4 V，小于8 V D.等于或大于8 V

解析：电压表没有移动时，R2两端的电压是4 V，电压表移动后，其与R2并联，并联后的电阻比R2的电阻小，同时左侧电阻变大，根据串联电路的分压原理，右侧电路分得的电压要小于4 V.

答案：A

10.如图10-3-15所示电路，将两个相同的电流表分别改装成A1（0—3 A）和A2（0—0.6 A）的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是（ ）

图10-3-15

A.电流表A1的指针半偏时，电流表A2的指针也半偏

B.电流表A1的指针还没有满偏，电流表A2的指针已经满偏

C.电流表A1的读数为1 A时，电流表A2的读数为0.6 A

D.电流表A1的读数为1 A时，干路中的电流I为1.2 A

解析：由于两个电流表并联接入电路中，则加在两电流表上的电压相等，所以指针偏转的角度相同.电流表A1的内阻是A2内阻的5倍，因为两电流表上的电压相等，所以当A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，这样干路中的电流I就是1.2 A.

答案：AD

11.如图10-3-16所示，小量程电流表内阻为100 Ω，满偏电流Ig为1 mA，现用其改装成有两个量程的电压表，量程分别为3 V和15 V，则串联电阻R1=________Ω，R2=_______Ω

.

图10-3-16

解析：电流表的满偏电压Ug=IgRg=1×10-3×100 V=0.1 V.改装成量程为U=3 V的电压表时，由串联电路的电压分配关系可求出应串联的电阻R1

U?UgUR3?0.1UgR=0.1×100 Ω=2 900 Ω.改装成量程为U=3 V的电压表时，R1=UgRg=由串g联电路的电压分配关系可求出应串联的电阻R2

U?UgUR15?0.1UgR=0.1×100 Ω=14 900 Ω. R2=UgRg=g答案：2 900 14 900

12.某电压表的内阻在20 kΩ—50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室可提供下列可选器材：待测电压表（量程3 V）、电流表A1（量程200 μA）、电流表A2（量程5 mA）、电流表A3（量程0.6 A）、滑动变阻器R（最大阻值1 kΩ）、电源E（电动势4 V）、开关K、导线若干.

（1）所提供的电流表中，应选用____________.（填字母代号）

（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图.（其中电源和开关及其连线已画出）

解析：（1）待测电压表量程为3 V，内阻R1在20 kΩ—50 kΩ之间，因此流过待测电压表的允许最大电流约为I=UV/RV=150 μA，故电流表应选A1.

ERV

（2）在使用滑动变阻器时，若采用限流连接，电压表所分电压至少为R?RV≈3.8 V，超过了待测电压表的量程3 V，因此滑动变阻器应采用分压连接，其实验电路图如图所示. 答案：（1）A1

（2）见解析

优化测控

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）

1.一只标有“220 V 60 W”的白炽灯泡，加在灯泡两端的电压U由0逐渐增大到220 V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示.在图10-1所示的四个图线中，不符合实际的是（ ）

图10-1

解析：随着电压升高，通过灯丝的电流不断增大，灯丝的温度不断升高，灯丝的电阻率ρ将

?U

不断增大.由电阻定律R=ρl/S可知，灯丝电阻将增大.伏安特性曲线中，图线的斜率

k=?I表示导体在通过电流为I时的电阻，故曲线上任一点切线斜率将不断增大，因此B图符合实际情况.

答案：ACD

2.如图10-2，电压U保持恒定，C1、C2是两个电容器，R1、R2、R3是三个阻值都不相等的定值电阻.已知C1>C2，并且C1带的电荷量和C2带的电荷量相等.如果把C1和R1交换位置，其他条件都保持不变，下面说法中正确的是（ ）

图10-2

A.通过电路中的电流比原来要大 B.C1带的电荷量比原来要小

C.C2带的电荷量比原来要小 D.C1带的电荷量比C2带的电荷量要大 解析：原电路中R1、R2串联，C1、C2电荷量相等而C1>C2，故R1

R2?R3R1?R3

R1?R2?R3U、R1?R2?R3U，均比原来的电压大，且C1电荷量的增加量比C2电荷量的增加量更大.

答案：D

3.如图10-3所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻.以下说法中正确的是（ ）

图10-3

A.当R2=R1时，R2获得最大功率 B.当R1=R2+r时，R1获得最大功率

C.当R2=0时，R1获得最大功率 D.当R2=0时，电源输出功率最大 解析：在讨论可变电阻R2的功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，当R2=R1+r时，R2上获得最大功率；在讨论定值电阻R1的功率时，通过其电流越大，则其功率越大，即要求电路总电阻越小越好.当R2=0时，R1获得最大功率；在讨论电源输出功率时，R1+R2为外电阻，内阻r恒定，只有当R1+R2=r时电源输出功率才最大，而题目中未给出R1和r的具体数值，故当R2=0时，电源输出功率不一定最大.

答案：C

4.图10-4中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关K接通后流过R2的电流是K接通前的（ ）

图10-4

1121

A.2 B.3 C.3 D.4

E

解析：R1、R2、R3的阻值相等,设为R.在K没有接通时,R1、R2串联,I1=2R；在K接通后,R2、

EI221RER?22=3R,则I1=3. R3并联,再跟R1串联,I2=

答案：B

5.如图10-5所示，电源电动势为4 V，当接通K时，灯L1和L2均不亮，用电压表测得Uab=0，Ubc=0，Ucd=Uad=4 V.由此可知断路处是（ ）

图10-5

A.灯L1 B.灯L2 C.灯L1和L2 D.变阻器R 解析：Ucd=4 V，说明a、c之间的电路没有断路，因为若此处断路，则电压表不可能有读数；同理，Uad=4 V，说明a、d之间的电路没有断路，又Uab=0，Ubc=0，所以断路只可能是滑动变阻器.

答案：D

6.如图10-6所示的闭合电路中，改变滑动变阻器的电阻R可以改变电压表和电流表的读数及电灯L的功率，电灯L的电阻为R.以下说法正确的是（ ）

图10-6

A.R变大，则电压表和电流表的读数都变大

B.R变小，则电压表和电流表的读数都变大

C.调节滑动变阻器R=r-RL时，电灯L可达到最亮

D.R最大，电压表和电流表的读数的乘积最大

解析：电压表测的是路端电压，电压表和电流表读数的乘积是电源的输出功率.

答案：B

7.在如图10-7所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电压表和电流表的读数都增大，如果两只电表都可看作理想电表，则一定是（ ）

图10-7

A.R1断路 B.R1短路 C.R2短路 D.R3短路

解析：只有R3短路时，电压表和电流表的读数都增大.

答案：D

8.如图10-8所示，电路由8个不同的电阻组成，已知R1=12 Ω，其余电阻阻值未知，测得

A、B间总电阻为4 Ω.今将R1换成6 Ω的电阻，则A、B间的总电阻变为（ ）

图10-8

A.3 Ω B.4 Ω C.5 Ω D.6 Ω

解析：把除R1以外的7个电阻等效成一个电阻R，则电路为R1和R并联成如右图所示简单

R1?RR1?R6?6

电路.当R1=12 Ω时，R总=R1?R=4 Ω?R=6 Ω；当R1=6 Ω时，R总=R1?R=6?6Ω=3 Ω.

答案：A

9.如图10-9所示，电源电压为6 V.当开关K接通后，灯泡L1与L2都不亮.用电压表测得各部分电压为Uab=6 V，Uad=0，Ucd=6 V.由此可断定，故障为下述现象中的（ ）

图10-9

A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了

C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路

解析：由Uab=6 V，可断定a、b间无断路；由Uad=0可断定断路发生在变阻器或灯L2身上；由Ucd=6 V说明d→a→b→c间无断路，即灯L1和变阻器无断路现象.由此可断定，断路只能发生在L2上.故答案为C.

答案：C

二、填空题（本题共5小题，每小题4分，共20分）

10.如图10-10所示电路，当ab两端接入100 V的电压时，cd两端电压为20 V.当cd两端接入100 V电压时，ab两端电压为50 V，则R1∶R2∶R3是

_______________.

图10-10

解析：若Uab=100 V，Ucd=20 V，则R1=2R2；若Ucd=100 V，Uab=50 V，则R2=2R3.所以R1∶R2∶R3=4R3∶2R3∶R3=4∶2∶1.

答案：4∶2∶1

11.如图10-11所示电路中，除最后一个电阻Rx未知外，其他各个电阻的阻值均为R，当Rx=________时，AB间总电阻与格子数无关，此时总电阻为

___________.

图10-11

解析：要使AB间总电阻与格子数无关，应使每一个网格都可视为是一个Rx与两个电阻R串联后再与一个电阻R并联，其总电阻又是Rx，示意图如下图所示

.

(R?R?Rx)?R

即(R?R?Rx)?R=Rx

所以Rx=(3-1)R RAB=R+R+Rx=(3+1)R.

答案：(3-1)R (3+1)R

12.在如图10-12所示电路中，滑动变阻器R的最大值为R0，负载为RL，电路两端所加电压U0保持不变

.

图10-12

（1）开关S断开，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围是_____________.

（2）开关S闭合，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围是_____________. 解析：（1）开关S断开时，变阻器与负载电阻串联构成限流电路.当R0取零值时，RL两端电

RLU0?RLUL

压最大为U0，当R0取最大值时，由串联电路的特点得：U0?UL=R0，所以UL=R0?RL

U0?RL即电压变化范围为：R0?RL≤UL≤U0.

（2）开关S闭合时，构成分压电路，当滑动触头C移到最上端时，RL两端电压为U0，当滑动触头C移动到最下端时，RL两端电压为0.即RL两端的电压变化范围：0≤UL≤U0.

U0?RL

答案：(1)R0?RL≤UL≤U0

(2)0≤UL≤U0

13.R1=6 Ω，R2=3 Ω，R3=4 Ω，则接入如图10-13电路后这三只电阻的实际功率之比为_____.

图10-13

解析：本题解法很多，注意灵活、巧妙.经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2 Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6.

答案：1∶2∶6

14.如图10-14所示电路，各电阻阻值分别为R1=2 Ω，R2=3 Ω，R3=4 Ω，R4=6 Ω，在同

Q1?Q4

一段时间内放出的热量分别为Q1、Q2、Q3和Q4，则Q2?Q3=_______________.

图10-14

R3?R44?6

解析：R并=R3?R4=4?6Ω=2.4 Ω R1、R2和R并串联，则发热比为Q1∶Q2∶Q并=2∶3∶2.4.并联电路发热Q3和Q4的比值为Q3R463

Q4

=R3=4=2

设Q3、Q4的总发热量为2.4，则Q3∶Q4=1.44∶0.96.

Q1?Q42?0.962

则Q2?Q3=3?1.44=3.

2

答案：3

三、计算题（共5小题，共40分）

15.（6分）如图10-1-5所示电路中，当S闭合时，电压表和电流表示数各为1.6 V、0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 A和0.1 V.求电源的电动势和内阻分别为多大.

图10-15

解析：当S闭合时，R1、R2并联，根据闭合电路欧姆定律可得：E=U1+I1r=1.6+0.4r. 当S断开时，外电路电阻只有R1，故外电阻增大，电流减小0.1 A，路端电压增加0.1 V. 所以E=U2+I2r=1.7+0.3r.解得r=1 Ω，E=2 V.

答案：2 V 1 Ω

16.（8分）如图10-16所示，输入电压UAB=200 V，变阻器R1标有“150 Ω 3 A”，负载电阻R2标有“50 Ω 2 A”，求输出电压Uab的变化范围.

图10-16

解析：设R2恰不烧坏，其两端所加电压最大.U2=I2·R2=100 V，则Uab最大值为100 V，此时R1上端电阻设为Rx，则有UAB（/Rx+R2）=I2，故Rx=50 Ω，由此得下端电流I1=UAB（/R1-Rx） 得I1=2 A

R2250

UAB/（R1-Rx′）=3 得R′x=3Ω，a、b间输出电压最小,Uab=R2?Rx'·UAB=75 V. 答案：75 V≤Uab≤100 V

17.（8分）有两只电压表V1和V2量程已知，内阻不知，另有一个电池，内阻不知.用这两只电压表、开关和一些导线，测量电池的电动势(已知电动势不超过电压表量程).

（1）画出测量用的电路图；

（2）导出电动势的表达式.

解析：测量用的电路图如下图所示

.

设电压表内阻分别为R1和R2，电源电动势为E，内电阻为r，则由（a）图得：

U1=ER1/(R1+r) ① 由（b）图得：U1′+U2=(R1+R2)E/(R1+R2+r) ② U1′/U2=R1/R2 ③ 由①②③解之得：

E=U1U2/(U1-U1′).

答案：（1）电路图见解析

（2）E=U1U2/(U1-U1′)

18.（9分）如图10-17所示电路，电炉电阻R1=19 Ω，电动机电阻R2=0.5 Ω，电源内阻r=1 Ω.当开关S断开时，电炉消耗的电功率为475 W，S接通、电动机正常运转后，电炉消耗的电功率为304 W.求电动机转化为机械能的功率

.

图10-17

P1475

解析：S断开时外电路为纯电阻负载，电路中电流I=R1=19A=5 A，由此可解得电源电动势E=I(R1+r)=5×(19+1) V=100 V.

S接通后外电路有两个支路，除纯电阻负载R1支路外，另一支路负载为电动机，R1支路中

P1'304

的电流I1=R1=19A=4 A.

路端电压U=I1R1=4×19 V=76 V

E?U100?76

1由I=r=A=24 A可知，电动机支路的电流I2=(24-4) A=20 A.电动机输入的电

功率P2=I2U=20×76 W=1 520 W；电动机中的生热电P耗=I22R2=202×0.5 W=200 W；因此电动机转化为机械能的功率P机=I2U-I22R2=1 320 W.

答案：1 320 W

19.（9分）如图10-18所示的电路中，电源的电动势为12 V，内电阻为0.6 Ω，定值电阻R0=2.4 Ω.当滑动变阻器的滑片P滑到适当位置时，变阻器发热消耗的电功率为9 W.求这时变阻器接入电路的阻值

R.

图10-18

E12

解析：依题意，P=I2R，I=R?R0?r，代入数据(R?2.4?0.6)2R=9，整理为R2-10R+9=0.解得R=1 Ω或9 Ω.

12

当R=1 Ω时，I=1?2.4?0.6A=3 A，变阻器功率P=32×1 W=9 W

12

当R=9 Ω时，I=9?2.4?0.6A=1 A，变阻器功率P=12×9 W=9 W.

答案：R=1 Ω或9 Ω

教学参考

教学指要

1.本章的重点知识比较多，主要是：欧姆定律，电阻定律，电功和电功率，串联、并联电路中的功率分配，电动势，闭合电路的欧姆定律，路端电压与负载的关系，闭合电路中的能量转化，伏安法测电阻，复习时要加强重点知识的复习.

2.复习中要重点加强几个能力的培养

（1）运用能量守恒的观点解决电路问题

运用能量观点分析处理物理问题是高中物理教学中要培养的重要能力之一.在恒定电流的复习教学中，使学生正确认识电路中能的转化，学会运用能量守恒的观点分析和处理电路中能量转化的问题，是培养运用能量这一总目标中的一环.在电路问题中，能量守恒观点的运用突出地体现在非纯电阻性用电器的能量转化的计算上.

（2）电路的分析和计算能力

电路分析和计算能力也是高考的重点.电路的分析是深刻理解电路规律和处理电路问题的重要方法，电路分析中渗透了物理方法的观点，而物理方法的建立是学生知识迁移的重要条件，也是从根本上提高学生能力的方法.电路分析包括：电路的结构分析、电路中能量转化分析和电势高低的分析.

（3）实验能力

物理是一门实验学科，实验的考查是高考的重点，考查的主要是学生的实验能力，因此复习时要特别注意实验.学生的实验能力主要是：学会正确使用电学测量仪器和器材，学会正确选择和连接实验电路，学会处理实验数据得出实验结论的基本方法.要很好地复习教材安排的五个学生实验，每个实验应有所侧重地落实上述内容，使学生的实验能力切实地得到相应的培养和提高.

五年高考经典

1.(2001上海高考)某实验小组用三只相同的小灯泡，连成如图所示的电路，研究串并联电路特点.实验中观察到的现象是（ ）

A.K2断开，K1与a连接，三只灯泡都熄灭

B.K2断开，K1与b连接，三只灯泡亮度相同

C.K2闭合，K1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同

D.K2闭合，K1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度

解析：K2断开，K1与a连接，三只灯泡串联在电路中；K2断开，K1与b连接，L3断路；K2闭合，K1与a连接，L1、L3短路.

答案：D

2.(2002全国高考理综)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5的滑动触点向图中a端移动时（ ）

A.I变大，U变小 B.I变大，U变大

C.I变小，U变大 D.I变小，U变小

解析：滑动触点向图中a端移动时，总电阻减小，路端电压变小；R2与R4的串联总电压减小，所以电流表的读数减小.

答案：D

3.(2002上海高考)在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（ ）

A.电压表示数变大，电流表示数变小

B.电压表示数变小，电流表示数变大

C.电压表示数变大，电流表示数变大

D.电压表示数变小，电流表示数变小

解析：滑动头P向b端移动时，总电阻减小，路端电压减小，总电流I增大，所以电压表示

数变小；IA=I-I2，由于R2两端电压减小，所以I2减小，则IA增大.

答案：B

4.(2003广东、辽宁高考)在如图所示电路中E为电源，其电动势E=9.0 V，内阻可忽略不计，AB为滑动变阻器，其电阻R=30 Ω，L为一小灯泡，其额定电压U=6.0 V，额定功率P=1.8 W；K为电键.开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通电键K，然后将触头缓慢地向A方滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光.则CB之间的电阻应为（ ）

A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω

解析：灯正常发光时，电流为I=1.8/6 A=0.3 A，接在电路中滑动变阻器的阻值为R=9-6/0.3 Ω=10 Ω，则CB间电阻为20 Ω.

答案：B

5.(2005江苏高考)如图所示，R为电阻箱，○V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时，电压表读数为U1=4 V；当电阻箱读数为R2=5 Ω时，电压表读数为U2=5 V.求：

(1)电源的电动势E和内阻r.

(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少

?

解析：由闭合电路欧姆定律：

U2U1

E=U1+R1r E=U2+R2r

联立上式并代入数据解得：E=6 V

r=1 Ω.

E2

E2(R?r)2

?4r2(R?r)R（2）由电功率表达式：P=R将上式变形为：P=

E2

由上式可知R=r=1 Ω时P有最大值Pm=4r=9 W.

答案：（1）E=6 V r=1 Ω

E2

（2）R=1 Ω时，P有最大值Pm=4r=9 W

6.(2005上海高考)下图中图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示其输出功率—电流关系.该电池组的内阻为___________Ω.当电池组的输出功率为120 W时，电池组的输出电压是______________V

.

解析：图线①的斜率就等于内阻，故r=(50-25)/5 Ω=5 Ω；电池组的输出功率为120 W时，

由图可知电流I=4 A，则输出电压为U=P/I=120/4 V=30 V. 答案：5 30

范文三：电流表电压表

电流表重要元件--分流器的制作

2012年04月01日 09:56 来源：本站整理 作者：灰色天空

分流器是根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。 分流器广泛用于扩大仪表测量电流范围，有固定式定值分流器和精密合金电阻器，均可用于通讯系统、电子整机、自动化控制的电源等回路作限流，均流取样检测。 用于直流电流测量的分流器有插槽式和非插槽式。 分流器有锰镍铜合金电阻棒和铜带，并镀有镍层。其额定压降是60mV ，但也可被用作75、100、120、150及300 mV。 插槽式分流器额定电流有以下几种：5 A, 10 A, 15 A, 20 A 和 25 A 非插槽式分流器的额定电流从30 A 到 15 kA 标准间隔均有。

分流器是测量直流电流用的; 分流器实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示;

直流电流表实际是电压表，满度值75mV;

直流电流表和分流器是配套使用的;

比如：100A 电流表配套的分流器阻值为0.00075欧; 即100A*0.00075欧=75mV;

50A 电流表配套的分流器阻值为0.0015欧;

50A*0.0015欧=75mV。 要测量一个很大的直流电流, 例如几十安培, 甚至更大, 几百安培, 我们没有那么大量程的电流表进行电流的测量, 怎么办? 这就要采用分流器. 分流器是一个可以通过大电流的精确电阻, 当电流流过分流器时, 在它的两端就会出现一个毫伏级的电压, 于是我们用毫伏电压表来测量这个电压, 再将这个电压换算成电流. 就完成了大电流的测量.

电流表有多种不同规格，但是实际表头却是标准的毫伏电压表。比如是一种满刻度为75mv 的电压表。 那么用这块电压表测量比如20A 的电流，就需要给它配一个在流过20A 电流时候产生75mv 电压降的分流电阻，也称75mv 分流器。

分流器就是一个能够通过极大电流的电阻一般常用的15A 或20A 以及35A 的电流表都需要分流器. 分流器的阻抗=表头标志满度电压/表头满度电流. 比如20A 的电流表的分流器阻

值=75mv*10-3/20A=0.00375?,阻抗恒定后根据欧姆定律U=IR,电流与电压成正比. 电流为线形电压也呈线形. 所以我们就可以用一个满度为75mv 的电压表显示当前电流. 因此, 我们使用的电流表实际是一块电压表.

交流大电流怎么测量呢? 采用电流互感器, 将大电流以一定变比变成5安培以下的小电流, 于是用小量程交流电流表就可测量大电流了. 只是测得的电流还要乘那个变比. 就是一根短的导体，可以是各种金属或合金的，也连接端子; 其直流电阻是严格调好的; 串接在直流电路里，直流电流过分流器，分流器两端产生毫伏级直流电压信号，使并接在该分流器两端的计量表指针摆动，该读数就是该直流电路里的电流值。所谓分流，即分一小的电流去推动表指示，该小电流(mA)与大回路里的电流(1A-几十A) 比例越小，电流表指示读数的线性就越好，也更精确。

这是电工电路的常用产品，防雷有分流措施

基于C8051F310和芯片CS5460A 的电压

电流表设计

2010年11月18日 10:01 国外电子元器件 作者：张家田 付 或 严正 用户评论（0） 关键字：C8051F310(3)

0 引言

CS5460A 是美国Crystal 公司推出的一款用于测量电压、电流、功率、能量的集成芯片，该芯片的主要特点是精度高、性能强、成本低且无需微控制器也可独立运行，它是CS5460的增强版。C8051F310是美国Silicon Labs 公司推出的一款具有8051内核的高性能单片机，它的运行速度为普通8051单片机的12倍，主要特点是高速率、低功耗、外围器件少、可靠性高。所以，本文基于芯片CS5460A 和单片机C8051F310设计了一种用于测量电压电流值的电压电流表。

1 系统电路设计

1.1 C8051F310简介

C8051F310是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU 芯片。它具有高速、流水线结构且与8051兼容的CIP-51内核，工作频率可达 25MIP-S，片内有全速、非侵入式系统调试接口。此外，此单片机还带有模拟多路器、真正的10位、200ksps 的25通道单端/差分ADC 。其片内 RAM为1280字节。C8051F310内含4

个通用的16位定时器、高精度可编程的25 MHz的内部振荡器和可硬件实现的SMBus/C、增强型UART 和增强型SPI 串行接口等。

1.2 CS5460A简介

CS5460A 是带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路。此芯片具有测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电压有效值、电流有效值、功率有效值及电能计量的功能。CS5460A 内部集成了两个可同时采样的△-∑模/数转换器、高、低通数字滤波器、能量计算单元、双向串行接口、数字/频率转换器、寄存器阵列和看门狗定时器等模拟、数字信号处理单元。其中双向串行接口和寄存器阵列可以方便地与微处理器(MPU)相连接，从而实现电压、电流、功率、电能的测量。

1.3 系统总体设计

本电压电流测量系统的总体框图如图l 所示。该设计通过电压互感器和电流互感器来对回路的电压、电流信号进行采样，并将得到的电压、电流信号输入到芯片CS5460A 的电压电流信号输入端，两路信号在芯片内部实现A/D转换，并通过内部运算将电流、电压等各种数据的结果存入指定的寄存器中。以等待单片机C8051F310通过芯片CS5460A 的串行接口读取，最后将其结果通过LED 数码管显示出来。

2 接口电路设计

2.1 电压电流信号输入接口设计

CS5460A 的电压通道可与阻容分压器或互感器进行接口; 电流通道则可与低功耗分流器或互感器接口。电流通道的可编程增益放大器(P- GA)的增益可设为10和50。分别对应于最大有效值为150 mV和30 mV的交流信号输入; 电压通道的最大有效值输入为150 mV 。由于芯片CS5460A 的△-∑型M/D转换器采用过采样原理，对高频噪声有较强的抑制作用，因此，对输入信号不需要进行复杂的滤波器处理。只需在互感器输出端通过取样电阻对与输入交流信号对应的电流信号进行采样。然后输入到芯片CS5460A 相应的电压、电流输入端即可。本设计选用2000：1的电流互感器和1：1的电压互感器来作为采样器件。其模拟信号输入接口电路如图2所示。

系统中的微型电压互感器采用GPT-206B 型，输出额定电流为2 mA ，实际使用的电压范围为0～400 V。实际电压为275 V，取样电阻R4为1lOk Ω，因而其实际电流为2.5 mA，因为电压互感器的匝数比为1：1。故其标准输出时的实际端电流也是2.5 mA，标准输出时的实际端电压由CS5460A 的参考电压决定，实际为150 mV(芯片CS5460A 的参考电压为0～150 mV) ，故取样电阻R7为150mV/2.5 mA=60Ω。

微型电流互感器采用GCT-207系列，额定输出电流为2.5 mA。实际使用中的电流范围为0～1A ，实际电流为500 mA 。因为电压互感器的匝数比为2000：1，故其标准输出时的实际端电流为500mA/2000=0.25 mA，标准输出时的实际端电压则由CS5460A 的参考电压决定为150 mV (芯片CS5460A 的参考电压为0～150 mV) ，因此，取样电阻R1为150 mV/0.25 mA=600Ω。这样，互感器输出端的取样电阻分别为60Ω/和600 Ω的精密电阻。

2.2 CS5460A与单片机的通信接口设计

CS5460A 有四条串行接口线：

、SDI 、SDO 和SCLK 。其中

为片选控制线，是允许访问串口的控制线，低电平有效;SDI 为串行数据输入线，是用来把数据传输到转换器的数据信号线;SDO 为串行数据输出线。用于从转换器输出数据信号，当

为高电平时，SDO 端呈高阻状态;SCLK 为串行时钟，用于控制CS5460A 与微控制器之间数据传输的同步;

为外部复位接口，单片机可通过它来控制CS5460A 的复位。CS5460A 与单片机C8051F310的通信接口连接方式如图3所示。

3 软件设计

本设计的软件部分主要完成系统初始化、内部数据计算、数据显示输出等功能。图4所示是其主程序流程图和中断服务程序流程图。

4 测试结果

在对本设计的电压电流表进行试验测量时，可用该电压电流表测量8组不同值，然后与实际的电压电流值进行比较，所得结果如表l 所列。

经过上述测量和比较可见，本文所设计的电压电流表的精度可达0.5%，此精度足可以将该电表装配在石油仪器仪表上从而满足其监测电压电流值的使用要求。

5 结束语

本文设计的基于单片机C8051F310和芯片CS5460A 的电压电流表主要用于仪器仪表的电流电压监测，目前已经在一些石油仪器上得到了应用。该表最突出的特点是体积小、操作简单、性价比高、携带方便，因而受到许多研发设计部门的青睐，具有很好的市场前景。

新型交流数字电压表设计

2009年11月13日 09:40 现代电子技术 作者：闵祥娜, 马建建, 魏海 用户评论（1） 关键字：

新型交流数字电压表设计

0 引 言

传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不能超过该量程。如果在测量时忘记改变量程，则会出现很大的测量误差，

甚至有将

电压表烧坏的可能。

本文中采用运算放大器和集成多路模拟开关电路设计了电压表量程自动切换技术，通过单片机检测可实现电压表量程的自动转换。它具有体积小，驱动电流小，动作快，结构简单，操作方便的优点，可用于实验教学中。

1 技术要求

电压测量范围：0～500 V；测量精度：0．5％；量程自动切换；采用LED 显示；可用现场提供的220 V交流电源。

2 基本原理

基本原理如图1所示，信号经过衰减处理后通过采样保持器采样保持，由A ／D 转换成数字信号，再由单片机控制和计算后将结果送LED 显示。量程的自动切换由单片机通过程序控制多路模拟开关来完成。由于要求采用现场的220 V交流电源，所以本文设计了电源电路，将220 V 交流电转换成电路可用的低压直流电。

3 硬件系统设计

在硬件电路设计中多次采用了电容滤波来消除干扰信号，同时采用了跟随器，跟随器的输入阻抗很大，可以解决信号传输中的衰减问题。又考虑到单片机的驱动能力很小，在设计中加入了7407用来驱动LED 显示。整个硬件系统主要由以下几部分组成：

(1)电压信号衰减电路：将输人的0～500 V被测电压信号衰减成0～5 V。

(2)量程自动切换电路：完成信号量程选择及其小数点位置选择。

(3)采样保持器：对模拟信号进行采样并保持。

(4)模数转换及控制电路：完成对采集的数据处理和对系统的控制。

(5)显示器：由74LS164和数码管组成，将测量的电压信号显示出来。

(6)整流电路：将交流电整流成直流电，作为电源给数字电压表供电。

3．1 电压信号衰减电路

电压信号衰减电路如图2所示。为了在输入大电压时不损坏电压表内部器件先对电压进行衰减，该设计中用阻抗进行1：100衰减，为防止衰减后信号电压过小又通过运算放大电路以及多路开关CD4052进行信号放大，其中的5．1 V稳压管起过压保护作用。

3．2 量程自动切换电路

量程的自动切换由初设量程开始，直至选出最佳的量程为止。量程自动切换电路如图3所示，控制开关的闭合和断开都有一个短暂的过程，为解决这个问题系统中采用软件延时，然后再进行测量与判断。为了避免相邻两量程交叉点上可能出现的跳动，在程序中把低量程的上限比较值和高量程的下限比较值之间设计了一定的重叠范围。该单元中运算放大器与多路模拟开关CD4052的其中一组开关执行相应量程的选择，另一组开关接LED 的小数点，选择不同量程时分别点亮相应LED 的小数点位。CD4052的A 、B 以及INH 分别接单片机P21，P20，P22。

3．3 采样保持器

在测量交流电压时，A ／D 转换器的转换误差与信号的频率成正比。为了提高模拟量输入的频率范围，故选用采样保持器。在此设计中采用LF398作采样保持器，采样保持器的原理结构图如图4所示，保持电容Cn 取值和采样频率以及精度有关，常选510～1 000 pF。一般选用聚苯乙烯，聚四氟乙烯等高质量的电容器。

3．4 A／D 转换电路

A／D 转换器是将模拟信号转换成数字信号的器件或装置，是一种模拟系统和计算机之间的接口，在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用。常用的A ／D 转换方式有逐次逼近式和双斜积分式，考虑到前者转换时间短，因此选用逐次逼近式A ／D 转换器。AD574为12位逐次逼近式A ／D 转换器，分辨率为1／212，转换时间25μs 。在本系统中的量程选用双极性-5～+5 V ，与AT89C51的接口电路如图5所示。AD574的12／8引脚接+5 V，一次输出12位转换结果，3，5脚分别接至单片机控制总线的P3．1，P3．2，CE 接单片机P3．0，状态引脚(STATUS)接单片机的P1．7。AD574的12引脚和10引脚接两个0．1 k Ω的电位器，分别用于零点调整和满刻度调整。AD574的数据输出线与单片机数据总线的连接时，12位分别接单片机的P0．0～P0．7和P1．0～P1．3。

3．5 显示电路

显示电路如图6所示，电路采用了简单的软件译码移位输出的方法，串行数据经单片机的P3．6输出至74LS164，四个74LS164将串行数据转换成并行数据送数码管字型口显示，74LS164的时钟信号由单片机的P3．7提供。数码管选用共阴极型。

3．6 整流电路

数字电压表的设计电路中用到了两个直流电压5 V和12 V，而设计要求采用现场提供的交流220 V 电源，因此需要经过整流电路把220 V 交流电源转化为5 V和12 V直流电源。本系统中采用了单相桥式整流电路，如图7所示，为了减小纹波以及消除高频谐波电路中加入了电容滤波。

式中：△Tm为相邻两次采样的时间间隔；um 为第m-1个时间间隔的电压采样瞬时值；N 为一个周期的采样点数。若相邻两采样的时间间隔相等，即△Tm为常数△T，考虑到N=(T／△T)+1，则有：

根据式(2)可以由一个周期内各采样瞬时值及每周期采样点数计算电压信号的有效值。为了提高系统的抗干扰能力，除了在硬件上采取相应的措施外，软件上采用冗余计算法即重复重要的指令，以防止程序跳飞而死机。系统的程序流程图如图8所示。

5 结 语

本文采用程控放大器实现量程的自动转换。用AT89C51进行数据控制、处理，送到显示器显示，硬件结构简单，软件采用C 语言实现，程序简单可读写性强，效率高。与传统的电路相比，具有方便操作、处理速度快、稳定性高、性价比高的优点，具有一定的使用价值。本设计在超量程时会显示特定的值，即超量程显示，如想更直观的显示，可加入声光报警电路，在超量程操作时可进行声光报警。

LED 变色灯泡电路图

LED 变色灯泡电路图

半导体照明是目前世界上最先进的光源，它不仅功耗小寿命长，而且还可制造出五彩缤纷的各种灯具。市场上出售的一种220V 电压直径约4

厘米的圆形变色灯泡，很吸引人的眼球，而其内部电路并不复杂。笔者根据实物绘制如附图。

这个产品我剖析的是以集成模块．NK4992B(后序号070914) 为例介绍。

右，再经R3和D5稳压为Ic 第④脚、⑤脚提供+12V电源，加电后如果第②脚开路没有时钟信号的情况下．12只发光二极管全部点亮。第①脚串接4只红色发光二极管。第⑧脚串接4只绿色发光二极管，第⑥脚串接4只蓝色发光二极管。当市电50Hz 交流信号通过R4进入第②脚触发内部程序控制器时，R 、G 、B 三路输出将按一定顺序逐个发光，出现红绿蓝三色交替变换的彩色光源，平均每2秒一拍，由七个节拍完成一个循环周期(见表1) 。 常见故障的判别方法：不亮灯时可做如下简单检测：用12V 直流电源(比如12V 蓄电池) 负极接第⑦脚，正极接第④脚或第⑤脚，如果全部发光说明整流电路有问题。如果某一路不发光就检查LED 管，如果全部都不发光有可能IC 损坏。

范文四：电压表VS电流表

电压表 VS 电流表

作者:心鸢飞

电压表和电流表在初中电学中的位置举足轻重,填空题、选择题、作图题、实验题、计 算题, 处处都留下了它们的身影。 它们既有相同的地方, 又有本质的差异。 电压表和电流表 掌握的好坏,直接影响到学生的学习成绩和物理兴趣。

电压表和电流标的相同之处:

①都有三个接线柱,两个量程。大量程都是小量程的 5倍。

电压表的两个量程为 0~3V 和 0~15V ; 电流表的两个量程是 0~0.6A 和 0~3A 。 如果题 目中没有指明所选量程,这两种情况都要考虑到。

②在使用之前都要看清指针是否指零,如果没有指零,应该机械调零或者估读。

③接入电路中时,电流都要从“ +”接线柱流入,从“ -”接线柱流出。 “﹢进 -出” ④当不能估计所测电压或者电流值时, 都要先选用大量程进行试触。 试触的方法是迅速 闭合再断开开关, 观察指针的摆动幅度。 如果没有超过小量程, 再把小量程接入电路, 这样 测得的数值更准确。

⑤正负接线柱接反时,指针都要反偏。这样会把指针打弯。

⑥当所选量程太小时,会满偏,打弯指针甚至损坏电表。

⑦所选量程过大时, 指针偏转较小, 误差太大。 所以电压表和电流表在使用时, 指针偏 转幅度超满偏的三分之二测量结果比较准确。

不同之处:

①电压表要和被测用电器并联;而电流表应和被测用电器串联。

②电流表绝对不允许不经用电器直接接在电源两极上,否则会损坏电流表,烧坏电源。 电压表可以直接接在电晕的两极上,此时测得的是电源电压。

③电压表和电流表的内阻不同。 电流表的内阻很小, 在初中阶段可以忽略不计。 在电路 分析时, 可以把电流表看做是一根导线。 而电压表的内阻很大, 在分析电路时, 可以把它看 成是一个断开的开关。

④当流表和用电器并联时, 会把用电器短路。 如果此时电路中仅有一个用电器, 则会造 成电源短路,这是不允许的。

⑤当电压表和用电器串联时, 用电器不能工作, 但电压表有示数, 且几乎等于电源电压。

范文五：电压表电流表

2. 根据右边电路图连接实物图

15.

同学们在探究“并联电路中干路电流与各支路电流关系”的实验时，设计了如图所示的电路图：请你根据电路图连接实物图．

7. 在左下图的电路中只改动一根导线，使两只电流表分别测量干路和某条支路的电流，要求：在需改动的导线上打叉，用笔将改动后的导线画出，导线不要交叉．

1、 两用电器的连接方式为_______联，V 1测量_______的电压，V

2

测量_______的电压。

1 2

2、 两用电器的连接方式为_______联，V 测量_______的电压，A 测量_______的电流。

3、 两用电器的连接方式为_______联，V 1测量_______的电压，V 2测量_______的电压。

3 4 4、 两用电器的连接方式为_______联，V 1测量_______的电压，V 2测量_______的电压。

5、 两用电器的连接方式为_______联，V 1测量_______的电压，V 2测量_______的电压， V 测量

5题 _______的电压。

6、 三个用电器的连接方式为_______联，V 1测量_______的电压，V 2测量_______的电压。

7、 两用电器的连接方式为_______联，V 测量_______的电压，A 1测量_______的电流，A 2

测量_______的电流。

7题

8题

8、 两用电器的连接方式为_______联，V 测量__________的电压，A 1测量_______的电流，

A 2测量_______的电流，A 3测量_______的电流。

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