由图1-3可知，电流计满刻度时，加在伏特表A，B两端的总电压为V，降在电流计两端的电压为V，=I,R。：因此降在扩程电阻Rm两端的电压为：V.=V-V.(1-10)由欧姆定律知，通过扩程电阻Rm的电流Im与通过电流计满刻度电流I相等，即a-Vs=l.(1-11)ImRmRm整理后得扩程电阻Rm为V-VV(1-12)Rm:-R1I.式中总电压V即是改装电表的量程R2R3RR.BAGV.1Vd0+0OViV3VV2图1-3图1-4实际上多量程伏特表其扩程电阻的接线方式用得较多的是串联接法（如图1-4所示）。扩程电阻Rm是由若干个电阻按一定的阻值组成，一般低阻值（如R)在前，依次高阻值(R2、R3、R4)，量程也由低到高（Vi、V2、V3、V4)，为此，在用（1-12)式计算各量程扩程电阻Rm时，从第二个阻值开始，还要减去在它之前的电阻值，才是该量程实际所应串联的扩程电阻数值。3.电表级别的确定和校准校准时，待校准电表与标准电表读数之差△V=V-V.就是待校电表的绝对误差，取其中最大的绝对误差（亦称额定误差）除以量程，即为该电表的标称误差（亦称最大引用误差)，故[AI ×100%标称误差=V..根据标称误差的大小，电表分成不同的等级，一般有0.5、1.0、1.5、2.5等级。例如，待校电表的最大绝对误差△=0.02伏，待校电表的量程V=1.50伏，则待校电表的标称误差为：9
9 由图 1-3 可知，电流计满刻度时，加在伏特表 A，B 两端的总电压为 V，降在电流计 两端的电压为 g gRg V I . 因此降在扩程电阻 Rm 两端的电压为: Vm V Vg (1-10) 由欧姆定律知，通过扩程电阻 Rm 的电流 Im 与通过电流计满刻度电流 Ig 相等，即 g m g m m m I R V V R V I (1-11) 整理后得扩程电阻 Rm 为 g g g g m R I V I V V R (1-12) 式中总电压 V 即是改装电表的量程. 图 1－3 图 1-4 实际上多量程伏特表其扩程电阻的接线方式用得较多的是串联接法(如图 1-4 所示)。 扩程电阻 Rm是由若干个电阻按一定的阻值组成，一般低阻值(如 R1)在前，依次高阻值(R2、 R3、R4)，量程也由低到高(V1、V2、V3、V4)，为此，在用(1-12)式计算各量程扩程电阻 Rm 时，从第二个阻值开始，还要减去在它之前的电阻值，才是该量程实际所应串联的扩程 电阻数值。 3.电表级别的确定和校准 校准时，待校准电表与标准电表读数之差 V Vx V0 就是待校电表的绝对误差， 取其中最大的绝对误差(亦称额定误差)除以量程，即为该电表的标称误差(亦称最大引用误 差)，故 max 100% Vm V 标称误差＝ 根据标称误差的大小，电表分成不同的等级，一般有 0.5、1.0、1.5、2.5 等级。 例如，待校电表的最大绝对误差 max v =0.02 伏，待校电表的量程 V=1.50 伏，则待 校电表的标称误差为: A + Ig G Rm Vg Vm V B R1 R3 R4 G V1 V2 V3 V4 R2
JAV..0.02×100%=×100%=1.3%Vn1.50故该电表应为1.5级。可见，电表的标称误差和它的等级不一定完全相同。反之，如果知道电表的级别（一般在电表面板上刻示），也可以求得电表的额定误差，其关系为：AVmax = a%xVm式中△V.为电表的额定误差，a为电表的级别，Vm为电表的量程。为了确定待校电表的读数和准确值的差异，可将待校电表和一个标准电表同时测量一定的电流（或电压），读出待校电表各个指示值I和标准电表对应的指示值Is，得到该刻度的修正值N，=I-I：从而画出电表的校准曲线（以I为横坐标△I,为纵坐标的曲线，两个校准点之间用直线连接，整个图形是折线状）。在以后使用这个电表时，根据校准曲线可以修正电表的读数，得到较为准确的结果。[实验内容]（一）电流表的扩程与校准将量程为100μA的表头扩程至10mA.(1)由(1-4)式算出分流电阻的数值，表头的内阻由实验室给出。(2)按图1-5接线，分流电阻Rs用电阻箱充当，R=1000Q是滑线变阻器，E=1.5V是电源，接好之后自己检查，经教师复查后再接电源。FEYRR图1-5图1-6表（1）微安表参数分流电阻R,(2)满度电流扩程后量程内阻RI(mA)I(μA)Rg (2)计算值实际值10
10 100% 1.3% 1.50 0.02 max 100% Vm V 故该电表应为 1.5 级。可见，电表的标称误差和它的等级不一定完全相同。 反之，如果知道电表的级别(一般在电表面板上刻示)，也可以求得电表的额定误差， 其关系为: Vmax a%Vm 式中 Vmax 为电表的额定误差, a 为电表的级别，Vm 为电表的量程。 为了确定待校电表的读数和准确值的差异，可将待校电表和一个标准电表同时测量一 定的电流(或电压)，读出待校电表各个指示值 Ix 和标准电表对应的指示值 Is，得到该刻度 的修正值 x s x I I I . 从而画出电表的校准曲线(以 Ix 为横坐标 x I 为纵坐标的曲线， 两个校准点之间用直线连接，整个图形是折线状)。在以后使用这个电表时，根据校准曲线 可以修正电表的读数，得到较为准确的结果。 [实验内容] （一）电流表的扩程与校准 将量程为 100µA 的表头扩程至 10mA. (1)由(1-4)式算出分流电阻的数值，表头的内阻由实验室给出。 (2)按图 1-5 接线，分流电阻 RS 用电阻箱充当，R=1000Ω 是滑线变阻器，E=1.5V 是 电源，接好之后自己检查，经教师复查后再接电源。 图 1－5 图 1－6 表（1）微安表参数 满度电流 Ig(µA) 扩程后量程 I(mA) 内阻 R Rg (Ω) 分流电阻 () Rs 计算值 实际值 E K R Rs G mA E K R V G Rm
(3）调好待校表头的机械零点，合上电源，调节R及Rs使两表头同时满刻度。将各值记于表(1)。(4)调节R校准刻度，使电流从小到大校准六个刻度值，然后电流从大到小重复一遍(参考表(2)所列数值进行校准)。表（2)电流表校准数据被校准读数Ix0.02. 08. 010.0(mA)4.06.0上升时标准表读数Isi(mA)下降时标准表读数Is2(mA)Is =(Is1 +Is2 )/2(mA)AIx =Is -Ix(mA)(二)电压表的扩程与校准将量程为100uA的表头改装为1.5V的伏特表(1)由(1-12)式算扩程电阻Rm(2)按图1-6接好线，步骤跟校准毫安表一样，先调准零点，取E=2V再校准量程和六个刻度值【测量数据记录于表（3)，（4))。表(3)微安表头参数内阻R扩程电阻Rm(2)扩程后量程满度电流I.(uA)V(v)(2)计算值实际值表(4)电压表校准数据被校准读数Vx0. 000.30(V)0.600.901.201.50上升时标准表读数Vsi(V)下降时标准表读数Vs2(V)(V)Vs =(Vsi +Vs2 )/2AVx=Vs-Vx()(三)测量电阻的伏安特性用已经改装过的电流表和电压表测定线性电阻的伏安特性并求阻值(1）如图1-7，用已经改装过的电流表和电压表测量未知电阻的电流和电压。（2）按图连接线路，经检查无误后，接通电源（电源电压约为3伏），调节可变电阻R的阻值并分别把待测电阻R上的电流和电压记录在表(5)中。11
11 (3) 调好待校表头的机械零点，合上电源，调节 R 及 RS使两表头同时满刻度。将各 值记于表(1)。 (4)调节 R 校准刻度，使电流从小到大校准六个刻度值，然后电流从大到小重复一遍 {参考表(2)所列数值进行校准}。 表（2)电流表校准数据 被校准读数 Ix (mA) 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 上升时标准表读数 IS1 （mA） (mA) 下降时标准表读数 IS2 （mA） IS =(IS1 +IS2 )/2 (mA) ΔIx =IS –Ix （mA） （二） 电压表的扩程与校准 将量程为 100µA 的表头改装为 1.5V 的伏特表 (1)由(1-12)式算扩程电阻 Rm。 (2)按图 1-6 接好线，步骤跟校准毫安表一样，先调准零点，取 E=2V 再校准量程和 六个刻度值{测量数据记录于表(3),(4)}。 表(3)微安表头参数 满度电流 I ( A) g 扩程后量程 V (V) 内阻 Rg ( Ω) 扩程电阻 () Rm 计算值 实际值 表(4)电压表校准数据 被校准读数 Vx (V) 0.00 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 上升时标准表读数 VS1 (V) 下降时标准表读数 VS2 (V) VS =(VS1 +VS2 )/2 (V) ΔVx =VS –Vx (V) （三） 测量电阻的伏安特性 用已经改装过的电流表和电压表测定线性电阻的伏安特性并求阻值 (1)如图 1-7，用已经改装过的电流表和电压表测量未知电阻的电流和电压。 (2)按图连接线路，经检查无误后，接通电源(电源电压约为 3 伏)，调节可变电阻 R 的阻值并分别把待测电阻 Rx上的电流和电压记录在表(5)中
图1一7测定电阻的伏安特性表(5)测量结果测量次数2Y5电压V(V)电流I(mA)[数据处理](1)确定已改装后的毫安表，伏特表的级别。毫安表，伏特表的级别量程内阻准确度等级电流表电压表（2）作AIx-Ix图及△Vx-V图(3)利用校准曲线,对表(5)数据进行修正，修正值列于表(6),由修正数据作出电阻R伏安特性曲线并求阻值。表（6）电阻的伏安特性测量次数1234N电压V(V)电流I(mA)[思考题]（1）校准毫安表时，如果发现改装表的读数比校准表的读数都偏高，此时分流电阻Rs应增大还是减少?为什么？（2）校准伏特表时，如果发现改装表的读数比校准表的读数都偏低，此时扩程电阻R应增大还是减少？为什么？12
12 图 1－7 测定电阻的伏安特性 表(5)测量结果 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压 V(V) 电流 I (mA) [数据处理] （1） 确定已改装后的毫安表，伏特表的级别。 毫安表，伏特表的级别 量程 准确度等级 内阻 电流表 电压表 （2） 作 ΔIx –Ix 图及 ΔVx –Vx 图. （3） 利用校准曲线,对表(5)数据进行修正,修正值列于表(6),由修正数据作出电 阻 Rx伏安特性曲线并求阻值。 表（6）电阻的伏安特性 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压 V(V) 电流 I (mA) [思考题] （1）校准毫安表时,如果发现改装表的读数比校准表的读数都偏高, 此时分流电阻 RS 应增大还是减少?为什么? （2）校准伏特表时,如果发现改装表的读数比校准表的读数都偏低,此时扩程电阻 Rm 应增大还是减少?为什么? E K R Rs G Rx Rm G
实验二用电位差计测量电动势[实验目的]1.了解电位差计的工作原理和结构特点；2.掌握电位差计的使用方法[仪器用具]电位差计、标准电池、电阻箱、直流稳压电源、检流计、待测电池、分压箱等[实验原理]平时，我们经常用电压表测量电阻两端的电压或电池的电动势，如图2-1（a)所示.稍加分析就可以发现这种测量结果是不正确的.因为，由于电压表内阻的分流作用，使图2-1（a测得的电压比R两端的实际电压小.而图2-1（b）中将电压表并联到电池两端，就有电流I通过电池的内部电池有内阻r，在电池内部不可避免地存在电位降落Ir，因而电压表的指示值只是电池端电压V=E，-Ir的大小显然，只有当I=O时，电池两端的电压V才等于电动势EVRIHHHExEx(b）电压表指示端电压(a）电压表的分流作用图2-1用电压表测电压怎样才能使电池内部没有电流通过而又能测定电池的电动势E，呢？这就需要采取补偿法.1.电位差计的电路原理欲精确地测量未知电动势E，，原则上可按图2-2（a）电路，其中E。是可调电压的电源，调节E。使检流计指零，这就表示在该回路中两个电源（E。和E）的电动势必然大小相等，方向相反，在数值上有E，=E。。这时，我们称电路达到补偿.在补偿条件下，如果E。的数值已知，则E，即可求出．据此原理构成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计可见，构成电位差计需要有一个E。，而且它要满足两项要求（1)它的大小便于调节，使E。13
13 实验二 用电位差计测量电动势 [实验目的] 1.了解电位差计的工作原理和结构特点； 2.掌握电位差计的使用方法. [仪器用具] 电位差计、标准电池、电阻箱、直流稳压电源、检流计、待测电池、分压箱等. [实验原理] 平时，我们经常用电压表测量电阻两端的电压或电池的电动势，如图 2-1(a)所示.稍 加分析就可以发现这种测量结果是不正确的.因为，由于电压表内阻的分流作用，使图 2-1(a) 测得的电压比 R 两端的实际电压小.而图 2-1(b)中将电压表并联到电池两端，就有电流 通 过电池的内部. 电池有内阻 r ，在电池内部不可避免地存在电位降落 r ，因而电压表的指示 值只是电池端电压 V E r x 的大小.显然，只有当 0 时，电池两端的电压 V 才等于电 动势 Ex . E R V E V (a) 电压表的分流作用 (b) 电压表指示端电压 图 2-1 用电压表测电压 怎样才能使电池内部没有电流通过而又能测定电池的电动势 Ex 呢？这就需要采取补 偿法. 1.电位差计的电路原理 欲精确地测量未知电动势 Ex ，原则上可按图 2-2（a）电路，其中 E0 是可调电压的 电源，调节 E0 使检流计指零，这就表示在该回路中两个电源( E0 和 Ex )的电动势必然大小相 等，方向相反，在数值上有 Ex E0 。 这时，我们称电路达到补偿.在补偿条件下，如果 E0 的数值已知，则 Ex 即可求出. 据此原理构成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计. 可见，构成电位差计需要有一个 E0 ，而且它要满足两项要求. (1)它的大小便于调节，使 E0 Ex Ex