“电流表改装成电压表”的一种实用方法

周蓉娟　陶　洪

在高考实验题中，常有电表改装的题目［注1］，其基本源于中学物理教材中“将电流表改装成电压表”的实验。按教材中的要求，一般先测算出电流表的内阻rg，然后根据电流表的满偏电流Ig，得到满偏电压Ug(Ug=Igrg)，再根据要改装成UV电压表的要求，算出应串联的分压电阻R1的阻值；最后取一个阻值为R1的电阻(如电阻箱)，将其与电流表串联以作为改装成的UV电压表，并与标准电压表进行核对，如图1所示。

教材中上述实验内容作为电表改装的一种方法，让学生在实验过程中得到技能的培养和思维的训练等等，未尝不可。但，仅就电表改装这一目的而言，如果改装表与标准表核对时发现改装表并非UV电压表(如不是2V表，而是1．9V表)，怎么办?［注2］

事实上，上述改装方法是搞“理论”的人最容易想到的方法，而不是搞“实验”的人常采用的方法。按“实验”的思维方式，“将电流表改装成电压表”可用下面一种更实用、更方便的方法。［注3］

首先，用欧姆表粗略测出表头内阻。然后，估算出表头满偏电压，以及估算出分压电阻阻值。最后，取一只阻值范围大于估算阻值的电阻器R1(或一只固定电阻与一只电阻器串联)，和一只量程适当、准确度级别稍高的直流电压表作为标准表［注4］)。按图1改变滑动变阻器R2的阻值，使标准表读数为UV；再改变电阻器R1的阻值，使电流表指针指示满刻度(可能需重复上述步骤，反复调整)。这样一只UV电压表就改装好了。毫无疑问，用上述方法改装出的电压表，比用课本采用的方法改装的电压表要准确得多。

这里，R1的阻值就是所需的分压电阻值。如果R1不是用电阻器而是用电阻箱，那么从电阻箱的读数R1，就可以推算出电流表内阻rg的精确值。

［注1］如2005年、2006年江苏省物理高考题。

［注2］也许可以按图示电路测量足够多的电压值，作出改装表的校正曲线，以后每个改装表的测量值都根据校正曲线予以校正，但这太繁琐，不实用。

［注3］现在高中物理课本中都将“闭合电路欧姆定律”作为演示实验或学生实验。实验中电源一般都采用“拆开”铅蓄电池(如J2365型可变内阻电池)，电池电动势约2V，实验需要两只2V或2．5V的直流电压表。如果作为演示实验，如果演示电表(如J0401型)是10年前的，没有2V或2．5V直流电压档，那么，要将演示电表改装成2V(或2．5V)直流电压表就可采用下述方法。

［注4］一般要求标准表的准确度级别(等级)，在数值上不大于被校表准确度级别的13。

(栏目编辑王柏庐)

实验室都可以找到，且可初步实现观察放电现象及其发展和过渡过程。

4．2 气体放电现象十分复杂，因此可以进行另外的一些创新实验探究，如研究放电电压与极间距之间的关系，放电电压与电极的曲率的关系（从球形电极过渡到平行板电极），与电极表面状态及气体种类的关系等。

4．3 从实验的设计和进行过程本看，大自然中还有许多有趣的现象值得我们深入探究；该实验对提高同学们实验的主动性、发现和解决问题的能力有显著的帮助。

参考文献：

［1］侯清润.气体放电实验与帕邢定律［J］.物理实验，2004,24（1）：

［2］胡志强、甄汉生、施迎难.气体电子学［M］.电子工业出版社. 1985，75-98

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

［4］杨津基.气体放电［M］.科学出版社. 1983，18-28

(栏目编辑王柏庐)

<注>：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文