电流表原理范文第1篇

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.025

一、教材分析（使用教材：人教社2007年2月第3版）

学生在必修《化学2》（人教社2007年3月第3版）中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理。本节内容以必修《化学2》第二章第二节“化学能与电能”为基础，通过学习带有盐桥的比较复杂的原电池，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，要求学生能够写出相关的电极反应式和电池反应式。同时，课本还设计了有趣的实验探究和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。

鉴于课程标准要求，在教学中只需要借助氧化还原反应理论和金属活动性顺序规律，让学生掌握原电池中正、负电极的判断，了解设计原电池时选用正、负电极材料和电解质溶液的原则，以及对电极反应产物的判断等。

二、教学过程

1. 学生汇报，走进新课

课前安排研究性学习，使学生通过复习原电池的知识，并自己设计和组装一个原电池的方式理解原电池的工作原理，并且通过小组汇报、相互交流、共同学习。请各组派代表将小组最优作品进行全班展示，看是否设计成功，电流是否强劲，评出“最牛”电池。这一环节的主题是——自创电池大PK。这样既可以教会学生新的学习方法，也把化学知识与生活实际相联系，使学生带着浓厚的学习热情和强烈的求知欲望走进新课。

2. 质疑交流，学习新课

“怎样才能产生持续、稳定的电流？盐桥原电池的工作原理怎样的？”是本节课的主题。在实施这一教学过程中应体现出教学方式的转变，充分发挥学生的主观能动性，充分体现新课程“教师主导、学生主体”的教育理念，应该设计探究性实验，让学生自己动手、亲身体验，在课堂中实验、探究、讨论、生成。

（1）关于锌铜原电池的实验探究

设计课堂小问题，让学生根据已有知识判断，将锌片和铜片通过导线相连，同时放入 CuSO4溶液的烧杯中的装置是否构成原电池。再设计实验，验证结论。

实验探究：将锌片和铜片分别通过导线与电流表相连，并使锌片和铜片不直接接触，再同时放入盛有CuSO4溶液的烧杯中，观察现象。

现象1：铜片表面明显有铜析出，电流表指针发生偏转，表示有电流通过。

现象2：随着上述实验时间的延续，电流表指针偏转的角度逐渐减小，同时锌片表面有铜析出。

提出质疑：为什么电流表指针偏转的角度会逐渐减小？为什么锌片表面也有铜析出？

学生通过自己动手实验，对原电池有了感性认识，又在实验中发现了新的问题，产生认知冲突、提出质疑。这样的实验设计使学生在原有的基础上对原电池有了更直接的感受，同时又产生新的火花，把问题向纵深引入。

（2）关于锌铜原电池电流变小的实验探究

由于锌片与CuSO4溶液直接接触，在反应一段时间后，难免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极表面析出，致使向外输出的电流减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，反应终止了，也就再无电流产生。据此，设计实验探究电流变小的可能原因。

实验探究：将锌片和铜片分别通过导线与电流表相连，并使锌片和铜片直接接触，然后浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中，观察现象。

现象：铜片表面明显有铜析出，但是电流表指针不偏移，即无电流通过。

提出质疑：实验装置符合原电池形成条件，为什么却没有电流通过电流表？

学生通过实验，验证了前面质疑所给出的理论解释，也为接下来盐桥原电池的学习作了必要的铺垫，激发了学生的探究激情和求知欲望。

（3）关于锌铜原电池改进的实验探究

关于“盐桥原电池”教学环节的设计。通过前面的探究实验，得出结论：要提供持续稳定的电流，必须阻止Cu2+在锌片表面被直接还原，迫使电子沿着导线由负极流向正极。教师可以提问的方式引导学生参与教学过程。问题1：如何不让Cu2+在锌片表面被直接还原？学生能够找到答案：不让锌片与CuSO4溶液直接接触，从而讨论得出结论：将它们分别置于两个烧杯里。问题2：如何将置有锌片的ZnSO4溶液与置有铜片的CuSO4溶液连接起来？结合电解质的导电原理，设计盐桥进行实验探究。

实验探究：将锌片置于ZnSO4溶液、铜片置于CuSO4溶液，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，按照课本P71实验4-1，用一个充满电解质溶液的盐桥，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连接起来，观察有什么现象。取出盐桥，又有什么现象。

现象1：有盐桥存在时，电流表指针发生偏转，即有电流通过电路。

现象2：取出盐桥时，电流表指针即回到零点，说明没有电流通过。

提出质疑：为什么氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应？

引导学生观看视频：盐桥的作用，结合教科书文本阅读，知道盐桥的主要作用，了解盐桥原电池工作原理，理解氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应，感悟化学的魅力。

（4）关于锌铜原电池改进应用的实验探究

学生经过课堂学习与生成，通过思考与交流，可以得出结论：相对简单原电池而言，盐桥原电池可以提供持续稳定的电流，提高了能量的转换率，且电流可以控制，是可以投入实际应用的。

实验探究：按照课本P71实验4-1，将铜片改成碳棒，观察有什么现象。再将CuSO4溶液换成NH4Cl溶液，又有什么现象。

现象1：电流表指针发生偏转，即有电流通过电路。

现象2：电流表指针发生偏转，即有电流通过电路。

这样的教学设计将化学与生活相联系起来。学生通过实验，为后面“化学电源”的学习打下基础。这样在师生共同探究的过程中，不但落实了知识与技能目标，也把课堂真正还给了学生。让学生感受到知识的生成过程，使学生在动脑、动口、动手的过程中完成了过程与方法目标；同时也让学生体验到发现的乐趣和成就感，达成了情感态度与价值观目标。实现了教学方式的转变，体现了新课程理念，贯彻了新的教育思想。

（5）趣味实验的设计

在课程设计过程中安排趣味实验。让学生用铁片、铜片、碳棒、滤纸、食盐水、导线和灵敏电流表等设计、制作原电池并进行实验。这样的教学设计将化学与生活相联系起来，为后面“金属的电化学腐蚀与防护”做铺垫，也使得本节课更加生动、鲜活。

3. 感悟创新，构建体系

回顾原电池的设计与制作，总结盐桥原电池的工作原理，最后创设问题情境：“生活中怎样自我发电？”学生自然会梳理知识，得出结论：“两极一液成回路，氧化还原是中心”——设计原电池的理论依据。从而帮助学生构建完整的知识体系。

三、教学反思

电流表原理范文第2篇

一、交变电流的产生、变化规律（表达式、图象）

【考点解读】本章内容是电磁感应知识的应用和延伸，因此运用电磁感应定律来理解交变电流的产生及变压器的原理是关键和核心.交变电流的产生有：线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生的正弦交变电流；线圈不动磁场做周期性变化产生的正弦交变电流；线圈沿着垂直于匀强磁场的轴做往复运动产生的方波交变电流；单导体棒切割磁感线运动产生的方波形交变电流等等.总之可根据法拉第电磁感应定律E=nΔφΔt，部分导体切割磁感线运动E=BLv，导体旋转切割E=12BL2ω，以及闭合电路的欧姆定律、楞次定律、右手定则来灵活分析交变电流的产生及变化的规律.最终应能做到物理情景、函数关系、图象知其一可以求其二.

【真题体会】（2012年安徽卷）如图1所示，是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动.（只考虑单匝线圈）

图1图2图3（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；

（2）线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；

（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.（其他电阻均不计）

解析：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则

图4v=ωL22

在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为

E1=BL1v

由图4可知

v=vsinωt

则整个线圈的感应电动势为

e1=2E1=BL1L2ωsinωt

（2）当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为

e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)

（3）由闭合电路欧姆定律可知

I=ER+r

这里的E为线圈产生的电动势的有效值

E=Em2=BL1L2ω2

则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为

QR=I2RT

T=2πω

于是得QR=πRωBL1L2R+r2.

【题后思】本题考查正弦交变电流的产生原理，侧重考查电磁感应中部分导体切割磁感线产生感应电动势、右手定则的应用，并综合了闭合电路欧姆定律.本题充分体现了新课标的要求，让学生注重过程与方法，明确学习不仅仅要记住结论，更要知道结论的来源.

【真题体会】（2011年天津卷）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图5所示，产生的交变电动势的图象如图6所示，则（）

图5图6A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零

B．t=0.01s时线框平面与中性面重合

C．线框产生的交变电动势有效值为311V

D．线框产生的交变电动势频率为100Hz

解析：由图6可知，该交变电动势瞬时值的表达式为e=311sin100πt.当t=0.005s时，瞬时值e=311V，线圈垂直于中性面，此时磁通量的变化率最大，选项A错；当t=0.01s时，e=0V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，选项B正确；对于正弦交变电流，其有效值为Emax/2，题给电动势的有效值为220V，选项C错；交变电流的频率为f=1/T=ω/2π=50Hz，选项D错.答案：B.

【题后思】本题考查的是常规的方形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生的正弦交变电流的图象与表达式.看到正弦交变电流的图象能写出表达式，能够把表达式及图象中的点与线圈转动的位置对应起来，理解中性面及垂直中性面的位置磁通量、磁通量的变化率、电动势的特征.能从表达式中看出角速度、峰值，会算出有效值与频率.

【真题体会】（2011年安徽卷）如图7所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）.则线框内产生的感应电流的有效值为（）

图7A．BL2ω2RB．2BL2ω2R

C．2BL2ω4RD．BL2ω4R

解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有T/4的时间内有感应电流，则有(BLωL2R)2RT4=I2RT，所以I＝BL2ω4R，选项D正确.

【题后思】本题是一个小扇形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生方波形的交变电流有效值的计算问题.考查了非正弦交变电流的产生及变化规律和有效值的计算.

二、交变电流的四值：瞬时值、有效值、最大值、平均值

【考点解读】交变电流的瞬时值、有效值、最大值、平均值是从不同角度表示交变电流大小的物理量，很多学生在学习和复习中对这四个类似但又需要严格区别的物理量分辨不清.理解好这四个值及其关系对于解交变电流相关的习题帮助很大.

图8【真题体会】（2009年天津卷）如图8所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I=.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q=.

解析：线框转动中电动势的最大值Em=BSω，电动势的有效值E=Em2，电流的有效值I=ER=2BSω2R；q=IΔt=ERΔt=ΔΦRΔtΔt=ΔΦR=BSR.答案：2BSω2R,BSR.

【题后思】本题考查交变电流的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识.

【真题体会】(2013年海南卷)通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图9所示，其周期为1s.电阻两端电压的有效值为（）

图9A．12VB．410V

C．15VD．85V

解析：根据电流的热效应，由题意结合有效值的定义可得I2RT=2I21R25T+I22R110T，将I1=0.1A，I2=0.2A代入可得流过电阻的电流的有效值I=1025A，故电阻两端电压的有效值为IR=410V，本题选B.

【题后思】本题考查非正弦交变电流的有效值的计算.根据电流的热效应进行计算即可.

【真题体会】（2008年山东卷）图10、图11分别表示两种电压的波形，其中图10所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是（）

图10

图11A.图10表示交流电，图11表示直流电

B.两种电压的有效值相等

C.图10所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100πtV

D.图10所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110

解析：据交流电的概念，大小和方向都随时间周期性变化的电流叫交变电流，选项A错.图10是正弦交变电流，图11不是，有效值与最大值的关系E=Em2只对正弦交流电适用，二者的最大值一样，所以选项B错.由图10可知，选项C对.变压器变压之后频率不变，选项D错.答案：C.

【题后思】本题考查了交变电流的概念、交变电流的有效值、瞬时值，变压器变电压、变电流但不变频率.有效值与最大值的关系E=Em2只对正弦交流电适用.非正弦交变电流的有效值只能根据电流的热效应计算.

【真题体会】(2009年届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)图12和图13分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为()

图12图13A.1∶2B.1∶2

C.1∶3D.1∶6

解析：电阻通过甲乙电流做功等于其热量，W甲=I2甲 Rt，W乙=I2乙 Rt，据电流的热效应得I2甲RT甲=(I甲m2)2R23T甲、I乙=1A，计算得I甲=33A，所以W甲∶W乙=1∶3.选项C正确.

【题后思】本题考查非正弦交变电流的有效值的计算，图12由完整的正弦交变电流在不同时间内产生的热量等效来求有效值，图13是一个方波的有效值的计算，分段按恒定电流来处理.

三、理想变压器的规律及电压、电流、功率的分析与计算，理想变压器的动态分析

【考点解读】理想变压器的工作原理用到了法拉第电磁感应定律和能量守恒定律及理想化的方法.在应用理想变压器的规律时要从原理入手，不要死记结果，不注意条件.试题重点考查理想变压器的电压关系、功率关系、电流关系，能够运用变压器的制约关系解决变压器的动态分析问题.

1．理想变压器的工作原理

【真题体会】（2012年江苏卷）某同学设计的家庭电路保护装置如图14所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路，仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（）

图14A．家庭电路正常工作时，L2中磁通量为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变

C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起.

解析：因原线圈是双线绕法，所以家庭电路正常工作时L1、L2磁通量为0，选项A、B正确；家庭电路短路时，L1、L2磁通量仍为0，选项C错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变化，开关K被磁铁吸起，选项D正确.答案选ABD.

【题后思】本题考查的是变压器的工作原理.解决变压器问题一定要从变压器的工作原理入手分析.本题也告诉考生如果原线圈或副线圈的绕法发生变化，那一定要根据情况按电磁感应规律来分析.

【真题体会】（2010年四川卷）图15所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图16所示，则在t1~t2时间内（）

图15图16A．电流表A1的示数比A2的小

B．电流表A2的示数比A3的小

C．电流表A1和A2的示数相同

D．电流表的示数都不为零

解析：由Bt图象知在t1~t2时间内，原线圈中磁场先负向减小后正向增大，则副线圈中磁通量是均匀变化的，根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变，再根据楞次定则可判断感应电流的方向不变，则在t1~t2时间内副线圈中的电流为稳恒电流，所以A1和A2的示数相同，A3的示数为0，正确答案为C.

【题后思】本题考查变压器的工作原理和电容器、电感线圈和电阻在恒定电路中的影响，如果原线圈中输入均匀变化的电流或原线圈中磁场均匀变化，在副线圈中输出恒定电流.体会解决变压器问题从变压原理入手，运用电磁感应的知识分析.

2．理想变压器的规律

（1）电压关系：U1U2=n1n2

【典例体会】如图17所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器的铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比为N1∶N2=2∶1，在不接负载的情况下()

图17A．当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为110V

B．当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为55V

C．当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为220V

D．当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为110V

解析：由于每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，线圈1为输入端时，有U1U2=2N1N2=41，线圈2的输出电压为55V，线圈2为输入端时，有U2U1=2N2N1=11，线圈1的输出电压为110V，所以BD选项正确.

【题后思】用变压器的电压关系U1U2=n1n2的前提是通过原副线圈的磁通量的变化率相等，但对“型”的变压器原副线圈中的磁通量的变化率并不相等.应从变压器的原理入手，不能死套公式.

【真题体会】（2011年浙江卷）如图18所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）

图18A．2.0VB．9.0V

C．12.7VD．144.0V

解析：如果是理想变压器，由于互感在下线圈两端产生的瞬时电动势为：u=51×200800sin314tV≈9.02sin314tV，故下线圈产生的有效电动势约为9.0V，但由于这是一个直棒铁心，磁路没有闭合，不能按“口”字形理想变压器的规律来解决，应该比9.0V小.所以正确选项为A.

【题后思】本题考查了变压器的变压原理，并不是所有的变压器都可视为理想变压器，一定要注意理想变压器理想化的条件:忽略变压器的漏磁和能量损失.

【真题体会】如图19所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB=．两电阻两端电压之比UA∶UB=．

图19解析：设A、B的电阻均为R，PA∶PB=(I21R)∶(I22R)=I21∶I22=n22∶n21=1∶16，UA∶UB=(I1R)∶(I2R)=I1∶I2=n2∶n1=1∶4.

【题后思】本题学生容易误认为A两端的电压与变压器的输入电压相等，从电压关系入手计算，没有注意到变压器的原线圈与A电阻串联.

（2）功率关系：P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，理想变压器的输入功率总等于所有输出功率之和.

（3）电流关系：单个副线圈I1I2=n2n1，多个副线圈n1I1=n2I2+n3I3+…原副线圈中电流变化规律一样，电流的频率相等.

图20【真题体会】(2012年全国新课标卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图20所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为（）

A．380V和5.3A

B．380V和9.1A

C．240V和5.3A

D．240V和9.1A

解析：先判断出原副线圈的匝数分别为1100匝、1900匝，由式U2=U1n2n1得U2=380V.负载R上的功率就是变压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率U1I1等于输出功率2.0kW，从而求出I1=9.1A.答案B.

【题后思】本题考查了变压器的功率关系和电流关系.

【真题体会】(2010年海南卷)如图21所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是()

图21A．若电压表读数6V，则输入电压的最大值为242V

B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半

C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍

D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍

解析：若电压表读数为6V，则输入电压为U1=41×6V=24V，是有效值，因此其最大值为242V，A项正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B项错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即P=UI也减小到原来的一半，C项错；若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，输出电压增大到原来的2倍，则由P=U2R可知输出功率增加到原来的4倍，D项正确.

【题后思】本题考查了变压器的动态分析（变压器动态问题）的制约思路.

Ⅰ.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.

Ⅱ.电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.

Ⅲ.负载制约：a.变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P副1+P副2+…；b.变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；c.总功率P总=P线+P2.

动态分析问题的思路程序可表示为：

U1U1U2=n1n2决定U2I2=U2R负载决定I2P1=P2(I1U1=I2U2)决定I1P1=I1U1决定P1

【典例体会】调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图22所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中为交流电流表，为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器（）

图22A.当动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大

B.当动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大

C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变小，电压表读数变大

D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大，电压表读数变小

解析：当动触头P逆时针转动时，相当于增加了副线圈的匝数，而原线圈匝数保持不变，根据U1U2=n1n2可知，输出电压增大，其他因素不变时，电压表读数变大，电流表读数变大.当线圈匝数不变化而将滑动变阻器滑动触头向下滑动时,输出电压不变，总电阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，因此，流过R3的电流增大，电流表示数变大.答案：AD.

【题后思】分析电路动态变化问题，首先要弄清什么量没有发生变化，什么量发生了变化；其次要对各物理量间的制约关系非常清楚.这样才能准确判断变化的物理量会引起另外哪些物理量变化及其变化情况.

四、电能输送

【考点解读】解决远距离输电问题，要首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号，理清电压关系、电流关系、功率关系，特别注意计算电路中电能损失P耗=I2R=PU2R，若用U2R来算时，U必须是降在导线上的电压，不能用输电电压来计算.

【真题体会】（2009年山东卷）某小型水电站的电能输送示意图如图23所示.发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）.要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（）

图23A．n2n1＞n3n4

B．n2n1＜n3n4

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

解析：根据变压器工作原理可知n1n2=200U2,n3n4=U3220，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2＞U3，所以n2n1＞n3n4，A项正确，B、C项不正确.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D项正确.答案：AD.

【题后思】本题考查了远距离输电的电压关系和功率关系，电压关系是：U1U2=n1n2,U3U4=n3n4,U2=Ur+U3；电流关系是：I1I2=n2n1,I3I4=n4n3,I2=Ir=I3；功率关系是：P1=P2，P3=P4，P2=P3+Pr.

【真题体会】（2012年天津卷）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和P2P1分别为（）

A．PRkU,1nB．PkU2R,1n

C．PRkU,1n2D．PkU2R,1n2

解析：根据理想变压器的变压比有

k=U1U

nk=U2U

线路的输送功率不变有

P=U1I1=U2I2

P1=I21R=(PU1)2R=(PkU)2R

P2=I22R=PU22R=PnkU2R

P2P1=I22I21=U21U22=1n2.

答案：D.

【题后思】本题考查了电能的输送，输电线上损失的功率的计算用P=I2R,如果用P=U2R或P=UI计算，U必须是输电线上损失的电压.

电流表原理范文第3篇

一．欧姆表测电阻

1、欧姆表的结构、原理

它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r。

姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。

当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知：

I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+RX）

由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。

2．注意：

（1）欧姆表测电阻只能粗略测量，不能准确测量。

（2） 欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系，是一一对应的关系。

（3）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。

（4）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零

（5）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域）

（6）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。

（7）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF档。

（8）表头内阻即就是中值电阻。

二．伏安法测电阻

1．原理：根据部分电路欧姆定律。

2．控制电路的选择

控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）；

另一种是分压电路。（如图3）

（1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。

（2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路：

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。

② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。

③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。

3．测量电路

由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。

（1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5

（2）电流表内、外接法的选择，

①、已知RV 、 RA及待测电阻RX的大致阻值时

若 ＞，选用内接法，＜，选用外接法

②不知RV 、 RA及待测电阻RX，采用试探法，见图6，当电压表的一端分别接在a、b两点时，如电流表示数有明显变化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。

（3）误差分析：

内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即R测 ＞R真；

外接时误差是由于电压表分流引起的，其测量值偏小，即R测＜R真。

4．伏安法测电阻的电路的改进

5．注意；

（1）伏安法在电路选择合适的情况下能够比较准确的测量电阻。

（2）至于要选择怎样的电路要视具体情况而定。

三．桥式电路测电阻。

1、原理：如图9的电路称为桥式电路，一般情况下，

电流计中有电流通过，但满足一定的条件时，电流计中会没有电流通过，此时，称为电桥平衡。

处于电桥平衡时，图中A、B两点电势相等，因此电路结构可以看成：R1R2和R3R4分别串联，然后并联；

或R1R3和R2R4分别并联，然后再串联。

2．电桥平衡的条件：R1×R4=R2×R3（自己推导）

3．测量方法

如图10，连接电路，取R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻箱（能够直接读出数值），RX为待测电阻。调节R3，使电流计中的读数为零，应用平衡条件，求出RX。

4．注意：桥式电路测电阻是最准确的方法。

四．半偏法测电阻

1．半偏法测电流表内阻

(1)测量方法：电流表半偏法测电阻的电路图如图11，R为滑动变阻器，R0为电阻箱，G为待测电流表内阻。

实验时，先合上S1，断开S2，调节R使电流计的指针满偏；再合上S2，调节R0使电流计的读数为满刻度的一半，这时，电阻箱的数值即为电流计的内阻。

（注意：实验前，变阻器的阻值应放在最大位置；调节R0时，R不动）

(2)测量原理：S2打开时，设电流表满偏电流Ig= 因为R》Rg，R》r，所以Ig≈E/R，当S2闭合时，R0和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg《R，故S2闭合后，电路中总电流几乎不变，即Ig≈E/R，调节R0使电流表半偏为Ig/2，所以流过R0的电流也为Ig/2，所以R0=Rg

（3）器材选择：从上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R》Rg。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②R尽可能大。

（4）误差分析（略）

2．半偏法测电压表的内阻

电路如图12：实验时，将R1的滑动片P放在左边，合上S1和S2，调节R1，使电压表的读数满偏；保持R1不变，断开S2，调节R0，使电压表的读数为满刻度的一半。则RV = R0。请同学们自己分析其实验原理、器材选择与误差分析。

五．等效替代法测电阻

1．等效替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流（或电压）和通过电阻箱的电流（或电压）相等。电路如图13，将单刀双掷开关调到a，闭合S1调节R，使安培表读数为I0，保持R不动，将单刀双掷开关打到b，调节R0使安培表读数仍为I0，则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

2．测量原理：图14是用伏特表完成的实验，要求学生自己分析测量原理。

3．注意：主要元件为电阻箱和单刀双掷开关。虚线框内可用分压控制电路。

电流表原理范文第4篇

【关键词】电能表工作原理；电能表检定；电能表故障

1.机械式电能表的基本结构和作用

电能表（电度表）是用来测量某一段时间内所消耗的电能的仪表。机械式电能表的型号虽有不同，但其结构、原理是一样的。一般采用电磁感应原理制成。

（1）电磁元件。它包括电流元件和电压元件两部分。转盘3下面部分是电流元件，它由铁芯4及绕在它上面的电流线圈组成；电流线圈匝数少，导线粗，它与负荷串联。转盘上面部分是它的电压元件。它由铁芯2及绕在它上面的电压线圈组成；电压线圈线径细，匝数多，承受负荷的全部电压，但只流过几毫安电流。

（2）转盘。它由铝制转盘3及转轴组成。

（3）制动磁铁。它是一块永久磁铁5，在转盘转动时产生制动力矩，使转盘的转速与负载的功率大小成正比。

（4）计数机构6。它由蜗轮蜗杆、齿轮机构组成，用于计量电能。

（5）支座。用于支撑电磁元件、制动元件和计数机构等部件。

（6）接线盒。用于连接电能表内外接线。

2.电能表工作原理

2.1机械式（感应式）电能表工作原理

电能表的工作原理是：当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中流过交变电流，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通，交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。

2.2电子式电能表工作原理

电力信号通过互感器采集到电能表中，通过模拟输入前端处理器进行（A/D）模数转换，变成数字信号，然后对采样的数据进行数字滤波、数据处理，进行参数计算最终输出电能数值，并且可与其它系统通讯。

3.机械式电能表与电子式电能表的比较

3.1感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴（蜗杆）带动齿轮驱动计度ge的鼓轮转动，转动的过程即是时间量累积的过程。因此感应式电能表的好处就是直观、动态连续、停电不丢数据。

3.2电子式电能表运用模拟或数字电路得到电压和电流向量的乘积，然后通过模拟或数字电路实现电能计量功能。由于应用了数字技术，分时计费电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表纷纷登场，进一步满足了科学用电、合理用电的需求。与传统的机械电度表相比，电子电度表能实现记录用电时间、预付费、自动读表三种重要的功能，而且具有精度高、低功耗、低功率因素检测和精确的有功功率测量和防乱接行为检测等功能特性。实现了智能化用电管理，实行远程自动集中抄表计费等。

目前从总体来看，感应式电能表与电子式电能表相比，感应式电能表生产的数量为多。但电子式电能表的产量有明显上升的趋势。

4.机械式电能表常见故障及处理方法

4.1胶木接线盒内出现烧集糊味，主要有两方面的原因

导线的固定螺丝未拧紧，当电器用电负荷增大时，螺丝柱因接触不良发热，

烧坏胶木盒并发出集糊味。解决的方法很简单，拉下总电源开关，取下接线盖后，重新将线头清理干净，装入接线柱内，拧紧全部螺丝即可以排除故障。另一种原因是，从室内接到电表上的导线质量差，引起铜柱与导线间产生氧化层，从而增大电阻值使接触点发热而损坏接线盒，这时应更换导线。有时当用电设备超过电表额定电流烧毁。当发现实际所用电器的总负荷超过电能表的额定容量时，应错开使用时间或更换电度表，以防电表被被击毁或发生电气火灾。

4.2空载时自行转动

如发现电表在空载时自行转动，则说明电表线路有漏电存在，请电工检查处理。如果检查确信没有漏电存在，那就是电表自身的故障，应及时送电力部门检修或更换新表。

4.3运行时产生“吱吱”响声

电度表在运行时，有轻微的“嗡嗡”声，属于正常现象，但如果表内产生不规则的杂乱响声，则是表内部的某些元件老化、松动或转动齿轮缺油等原因所引起。应送电力部门校修更换元件。有时，当电表处于严重超负荷运行时，也会产生不规则的响声，应及时关闭部分电器，以防损坏电表。

4.4铝盘停转或不跳字

电度表是一种精密计量仪表，它在出厂前都是经过严格校验的，其灵敏度和可靠性、稳定性应达到一定的标准。当负荷电流小于0.025A时，电表铝盘不转动、不跳字属正常范围，如果在较大负荷时仍不转动，很可能是铝盘被卡住，铝盘已变形或电磁机构失灵等问题，忠及时送检。

4.5走字不准如何自行测试

如果怀疑电表走字不准，可以采用以上方法加以测试。一般在电表的标牌上均标注着每耗用一度电铝盘转动多少圈，如标注3000转/KWh的字样，便知道该表每耗一度电铝盘转动3000圈。如果连续点亮一盏100瓦的灯炮每小时耗电0.1度，便知铝盘应该转动300圈，那么平均每分钟铝盘应转5圈左右，经过这样简单测试便知道电表走字是否正常，当测试结果与实际相差很大时，应怀疑电表有问题，应及时送检。

5.机械式电能表检定项目

交流电能表的检定依据JJG307：1988交流电能表检定规程，检定项目有：工频耐压试验；直观检查；潜动实验；起动实验；校核常数；测定基本误差。

6.结束语

通过以上论述对电能表的结构和工作原理有了初步的了解，掌握电能表的故障的产生的原因及处理方法，帮助检定技术人员更好的完成本职工作，维护用户和供电单位的利益。

【参考文献】

电流表原理范文第5篇

1 测定电池的电动势和内阻的基本原理

测定电池的电动势和内阻的实验原理是闭合电路的欧姆定律。E=U+Ir如果测出U、I两组数据，就可以解出E和r。为了减小误差，根据U=E－Ir多测几组U和I的数据，在坐标中的描点作出U－I图象，图象为一条直线，这条直线与 U坐标轴的交点。表示I=0，属于断路,路端电压即为电源电动势E，直线与I坐标轴的交点为U=0，为短路的情况短路电流I0，r=EI0，可求出电源的内阻r。

2 测定电池的电动势和内阻实验常见变式

2.1 增加保护电阻及仪器的选择

例1 如图电路测一节蓄电池的电动势和内阻，因蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：

a.电流表（量程0.6A3A）

b.电压表(量程 3V15V)

c.定值电阻(阻值1 ,额定功率5W)

d.定值电阻(阻值10 ,额定功率10W)

e.滑动变阻器(阻值范围：0-10 ，额定电流2A)

f.滑动变阻器（阻值范围0-200 ，额定电流1A）

请选择电流表和电压表的量程，定值电阻和滑动变阻器，选用哪个？

解析 一节蓄电池电动势为2V，电压表量程应选3V，定值选择阻值为1Ω的,若选择10Ω的则最大电流小于0.2A，安培表不论用哪个量程测量都不太准确，电路电流最大电流不超过2A，电流表的量程应选3A,电压表电流表读数最好在量程的12到13之间，根据控制最小电流的需要，滑动变阻器最大电阻不超过几欧？该电路中滑动变阻器应选阻值为0-10Ω的，滑动变阻器0-10Ω更易于调节在几欧范围的变化，且滑动变阻器0-200Ω，额定电流也不符合要求。

2.2 无电压表或电压表不适合的情况

无电压表情况可由电阻箱和电流表配合，如图：

E=IR+Ir 实质是用IR代替了原来的路端电压U。

电压表如果不适合，可想到电压表的改装，或电流表改装为电压表。

例2 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中有下列器材：

a.干电池（E约为1.5V，内阻约为1.0Ω）

b.电压表V（0-15V）

c.电流表A（0-0.6A，内阻0.1Ω）

d.电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）

e.滑动变阻器R1（0-10Ω，10A）

f.滑动变阻器R2（0-100Ω，1A）

g.定值电阻R3=990Ω

h.开关、导线若干

为了方便准确地进行测量，请选择相关器材，并画出电路。

解析 显然电压表量程太大不适合本次实验要求，本题提供了电流表和定值电阻（电阻箱也可以），可用电流表和定值电阻改装为电压表，如图：

2.3 无电流表或电流表量程不适合

无电流表情况下可考虑用电阻箱和电压表来测量，如图：

E=U+URr 实质用UR代替原来的I

例3 测量两节干电池串联而成的电池组的电动势，E和内阻r（几欧）有下列器材：

a.电阻箱R1（0-9999Ω）

b.电流表G（满偏3mA，内阻Rg=10Ω）

c.电阻箱R2（0-9999）

d.开关、导线若干

解析 很显然该题中电流表量程太小，若用例2进行测量，路端电压变化太小，描点作图时数据点太密集，误差太大可以考虑将电流表G和电阻改装为量程为3V的电压表如图。

2.4 将实验题和电路计算相结合

根据闭合电路欧姆定律，列方和求解。

例4 （2005年高考题）测量电源的电动势E及内阻r （E约为4.5V，r 约为1.5Ω）

器材 量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R0开关S、导线若干。

（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

（2）实验中，当电流表读数表读数为I1时，电压表读数为V1；当电流表读数为I2时，电压表读数为V2，则可求出E=_______;r=__________。（用I1、I2、U1、U2及R表示）

解析 该题与课本实验的区别是电源电动势大于理想电压表的量程，题目中提供了一个阻值不大的固定电阻，这就很容易把情景变式题“迁移”到学过的实验上，把固定电阻接在电源的旁边，把它看成电源的内阻，如图连接电路，“路端”电压减小，通过计算电压表所测量的“外电压”符合量程要求。

实验如图所示：

E=U1+I1（R+r）

E=U1+I2（R+r）

E=I1U2-I2U1I1-I2，r=U2-U1I1-I2 -R