Question

17．在“把電流表改裝為電壓表”的實(shí)驗(yàn)中，需利用如圖所示的電路測定電流表的內(nèi)阻，步驟如下．
①接通S₁（S₂未接通），調(diào)節(jié)R₁，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；
②保持S₁閉合，再接通S₂，調(diào)節(jié)R₂，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的$\frac{1}{2}$；
③讀出R₂的阻值，可得到r_g=R₂（填表達(dá)式）．
已知電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表滿偏電流為500μA，其內(nèi)阻約在50Ω左右．實(shí)驗(yàn)室配有的可變電阻有：
A．電阻箱（0～999.9Ω）　　　　　　　　　　　　　　　　　B．電阻箱（0～99.9Ω）
C．滑動(dòng)變阻器（0～10KΩ）　　　　　　　　　　　　　　　D．滑動(dòng)變阻器（0～1KΩ）
（1）電路中R₁應(yīng)選C，R₂應(yīng)選B．（填序號(hào)）
（2）上述實(shí)驗(yàn)中電流表內(nèi)阻的測量值和真實(shí)值相比偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”）
（3）如果測得該電流表內(nèi)阻阻值為55Ω，要將其改裝為量程為3V電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值為5945Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)半偏法測量電流表內(nèi)阻的原理進(jìn)行器材的選擇；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差；
（3）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓．

解答 解：由于R₁＞＞R_g，故干路電流幾乎不變，電流表半偏，說明r_g=R₂；
（1）由“半偏法測量電流表內(nèi)阻原理”，S₂打開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是R₁＞＞R_g．故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足：①電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，②R₁盡可能大．所以R₁選用C，R₂選用量程跟電流表內(nèi)阻差不多的即可，選B．
（2）接通S₂時(shí)，整個(gè)電路阻值變小，電路電流變大，大于接通S₂前的電路電流，
即大于電流表的滿偏電流，滑動(dòng)變阻器R₁兩端電壓變大，電流表兩端電壓變小，
小于S₂閉合前的電壓，即小于電流表的滿偏電壓，調(diào)節(jié)R₂，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的$\frac{1}{2}$，
則流過R₂的電流大于電流表滿偏電流的$\frac{1}{2}$，電流表并聯(lián)電壓小于電流表的滿偏電壓，
由歐姆定律可知，R₂的阻值小于電流表內(nèi)阻的兩倍，即電流表內(nèi)阻測量值偏�。�
（3）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓：
U=I_g（R₂+R），
3V=500×10^-6（55+R），
解得：
R=5945Ω．
故答案為：
③R₂；
（1）C；B；
（2）偏小；
（3）串；5945．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)誤差分析、把電流表改裝為電壓表等問題，實(shí)驗(yàn)器材的選取及實(shí)驗(yàn)誤差分析是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)器材的選取原則并靈活應(yīng)用、熟練應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律即可正確解題．