电流看不见、摸不着,要知道它的大小和方向,就要用电流表。怎样正确使用电流表呢?
用前校零使用电流表前首先要校零(即让指针对准刻度盘的零刻度线),同时弄清电流表的量程和最小刻度值。
串联接入电流表要串联在被测电路中。因为电流表实际上相当于一根导线。若让电流表并联在被测电路两端,电流表会把被测电路短路,轻者使电路不能正常工作,重者使电流表烧坏,电源损坏。
正进负出电流要从电流表的“+”接线柱流入,“—”接线柱流出。如果正、负接线柱接反,则电流表的指针就会反向偏转,容易造成指针碰弯或损坏电流表的事故。同时应注意:电流表有正、负接线柱,不是正、负极,电源才有正、负极。
选择量程,快速试触被测电流不能超过电流表的量程。电流表的量程是指允许通过电流表的最大电流值。若能预先估计出被测电流的大小,根据估计电流的大小,选择量程合适的电流表。若不能估测被测电流的大小,采用最大量程“试触法”选择合适的量程。试触时,闭合开关,用线头接触电流表的最大量程的接线柱并迅速移开,观察指针偏转的范围,如果超过最大量程,就应换用更大量程的电流表,否则该电流表将被烧坏;如果小于最大量程而大于最小量程,就应选择最大量程的接线柱;如果小于最小量程,就应选最小量程的接线柱。有同学会问:从电流来看,无论用大量程还是小量程,只要指针偏角未超过量程,都可读出电流的大小,为什么还要在大量程偏角很小时换用小量程测呢?大家仔细观察一下电流表上的刻度就会发现,大量程与小量程的刻度上,每个小格的电流值不同(即最小分度值不同),具体来说,如一个电流表有0~3A和0~0.6A两个量程,用0~3A量程时每小格表示0.1A,用0~0.6A量程时,每小格表示0.02A,我们说0~0.6A量程的准确度高些,如果通过电流表的电流是0.04A,用0~3A量程去测就读不准确,而用0~0.6A量程去测就可以读准确。可见换用小量程测量是为了提高测量的准确度。
禁接电源因为电流表实际上相当于一根导线,若把电流表直接接到电源两极上,将会造成电源短路,会烧坏电源和电流表。
纵观近几年的中考题。对电流表的考查主要涉及到电流表的错接、量程的选择及表盘的读数。应此要求同学们对使用规则要熟练把握,认真分析错接造成的短路、反偏、满偏现象,掌握试触的原则,合理选择量程,正确地根据指针位置记录电流值。
例1甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图1甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
图1
甲同学的问题:________________________________________;
乙同学的问题:________________________________________;
丙同学的问题:________________________________________。
解析:甲图中电流表指针向相反方向偏转,说明甲同学把电流表正、负接线柱接反。乙图中电流表指针偏转角度太小,说明乙同学电流表所选量程偏大。丙图中电流表指针偏转角度过大,说明丙同学电流表所选量程偏小。
例2我们知道,测量时总存在误差,通常将测量值与真实值之差叫做绝对误差。初中电学实验中所用电流表的准确度等级一般是2.5级的。2.5级电流表的含义是,用该电流表测量时的最大绝对误差不超过满刻度值的2.5﹪。下表给出了用2.5级电流表测量电流时,电流表指针的偏转角度与百分误差(即最大绝对误差与电流表读数之比的百分数)之间的关系。
电流表指针的偏转角度 | 量程为0~0.6A电流表的读数 | 百分误差 |
满刻度 | 0.60A | 2.5% |
满刻度的二分之一 | 0.30A | 5.0% |
满刻度的三分之一 | 0.20A | 7.5% |
满刻度的四分之一 | 0.15A | 10% |
满刻度的十分之一 | 0.06A | 25% |
满刻度的二十之一 | 0.03A |
(1)上表中的最后一空处相应的百分误差应是_____________%。
(2)从上表中的数据可以看出,该电流表的指针偏转的角度越大,百分误差___________(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(3)如果用准确度等级是2.5级的电流表进行测量时要求百分误差小于3.75%,则该电流表指针的偏转角度应大于满刻度的_______________。
解析:(1)对比表格第一列和第三列,可以看出,电流表指针的偏转角度是满刻度的几分之一,百分误差就是2.5%的几倍。所以最后一空应是20×2.5%=50%。
(2)从表格容易得出:电流表的指针偏转的角度越大,百分误差越小。
(3)由(1)中得出的规律,3.75%÷2.5%=1.5,电流表指针的偏转角度应大于满刻度的值为:1÷1.5=2/3,即三分之二。
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