田长军

电表改装是高中物理教学中的难点之一，也是历年高考物理实验的高频考点，考查学生的科学思维和实验探究等物理核心素养。本文从电表的改装入手，探究多用电表的内部结构和原理，教会学生运用严密的逻辑推理和严谨的科学态度探究未知規律的能力，激发学生的求知欲，培养学生的学科责任感。

一、将表头改装成电压表

【例1】（人教2003版选修3-1，第51页例题改编）有一个电流表G，内阻Rg=30Ω。满偏电流Ig=10mA。要把它改装为量程0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？

【解析】电压表V由表头G和电阻R串联组成，如图1所示。

电压表的量程为0～3V，是指电压表V两端的电压为3V时，表头的指针指在最大刻度，即通过电流表G的电流等于Ig。

此时表头G两端得到的是满偏电压Ug=IgRg=0.3V。

电阻R分担的电压为UR=U-Ug=2.7V。

由欧姆定律求出分压电阻

R=■=■ =270？

电压表V的内阻等于Rg和R串联时的总电阻，

即RV=Rg+R=300？赘

也可以选择整个电压表为研究对象，根据欧姆定律由RV=■求得电压表的内阻。

【点评】表头本身的满偏电流很小，承载的电压也很小，若给电流表串联一个分压电阻，可增大“新电流表”（图1中虚线内部）两端的电压。串联电阻R确定后，通过“新电流表”的电流与“新电流表”两端的电压成正比，若将表头电流的刻度值处标注上对应的电压值，即可用“新电流表”测量电压，即改装成了电压表。由U=Ig（R+Rg）可知，当Ig和Rg确定后，串联的电阻R阻值越大，U越大，即改装后电压表的量程越大，内阻也越大。即用同一表头改装的不同电压表，内阻越大的量程越大。……