电压表和电流表的非常规使用

呼庆昌

[摘要]在有关电表的使用教学中，教师总是要强调，电流表要串接在电路中，电压表要并接在电路中，否则就是错误接法。这种见解有一定的局限性，其实电路中对电流表和电压表的串、并联接法没有绝对要求，只是说常规下该如何连接而已。文章就两种表的非常规连接作简单介绍。

[关键词]电流表 电压表 非常规接法

[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号] 16746058（2016）050061

对于高中物理实验器材，在使用中大多数情况下，只采用常规功能。所谓常规功能，就是实验仪器的设计者按照一定的使用需求，给实验仪器所赋予的并为广大师生所共知的实验作用和效果，这些功能是设计者已经预设好的，也为广大师生所共知、所熟悉。那么我们在实验中除了使用它的常规功能之外，往往还可以使用它隐藏着的其他功能，我们称之为非常规功能。

对电压表或电流表，我们一般并联或者串联在电路中使用，用来测量电压或者电流，这叫做电压表或者电流表的常规使用。那么，我们能不能将电压表串联在电路中、把电流表并联在电路中使用呢？初中物理的回答是否定的，这主要是初中物理教学的需要，认为电流表和电压表是理想电表。在高中阶段，电流表不再是电阻为零，电压表的电阻也不是无穷大、通过其上的电流为零的理想电表了，学生必须知道两种电表的内部构造。高中学生还应该知道，不论两种电表以何种方式联入电路，最终的目的是为了测用电器两端的电压，或通过用电器的电流，进而使用部分电路欧姆定律测量用电器的相关量值。

下面介绍一下电流表和电压表的非常规使用。

在高中测电阻的方法中有一种方法叫做半偏法，我们暂且不论这种测量方法的误差如何，只论证一下两种电表的非常规使用。

电流表的非常规使用。

如下图甲，测电流表的内阻RA：

测量步骤：

1.将滑动变阻器的滑片P拨到b端，断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器R的电阻使电流表满偏，满偏电流为I0；

2.保持R不变，闭合S2，调节R0，使电流表的读书为I0/2；

3.则得：R0=RA。

在上面的操作中，当断开S2，S1闭合时，电流表串联在电路中，这属于电流表的常规连接，而当闭合S2后，电流表便并联在电路中了（相当于扩大了电流表的量程），这便不属于常规连接，当然这样连接，由于电流表的内阻较小，在实际使用中使用面较狭窄。如果我们要在RA已知后，测量另一未知电阻的阻值，能否使用上述电路呢？答案是肯定的，如上图乙，已知RA，求Rx。

测量步骤同上。则有R0=RA+RxRx（误差分析略），此时电流表RA和Rx未知电阻的结合使用，使电流表支路直接演变为一个电压表了。我们无意中改装了一只电压表。

电压表的非常规使用。

如下图丙，测电压表的内阻RV。

测量步骤：

1.将滑动变阻器的滑片P拨到b端，变阻箱R0的阻值调到最大；

2.闭合S2、S1，调节滑动变阻器R的电阻使电压表满偏，满偏电压为U0；

3.断开S2，保持R不变，调节R0，使电压表的示数指到满偏刻度的一半，即U0/2；

4.则得：R0=RV。

在上面的操作中，要求电压表的内阻远大于滑动变阻器的阻值，目的是为了分压部分恒压。当S2、S1闭合

时，电压表串联在电路中，这属于电压表的非常规连接，电压表充当了一个大电阻的作用，而当断开S2后，电压表和变阻箱串联，当R0=RV时，加在AB两点之间的恒定电压便平均分成两部分加到RV和R0上了，始终串联的电压表测量了自身的电压。

如果我们要在RV已知时，测量另一未知电阻Rx的阻值，该如何连接电路呢？如上图丁，已知RV求Rx。

测量步骤同上。注意Rx是和R0串接的。则有R0=RV+RxRx（误差分析略）。

（责任编辑 易志毅）