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12.實際電流表都是有內阻的,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián).現(xiàn)在要測量實際電流G1的內阻r1.可供選擇的儀器如下:
A.待測電流表G1(量程為5mA,內阻約300Ω)
B.電流表G2(量程為10mA,內阻約100Ω)
C.電壓表V(量程為6V)
D.定值電阻R1=300Ω
E.定值電阻R2=10Ω
F.滑動變阻器R3(0~1000Ω)
G.滑動變阻器R4(0~10Ω)
H.直流電源電動勢E=3V
I.開關S及導線若干

(1)請選擇合適的器材并設計實驗電路,盡量使滑動變阻器便于調節(jié),將實驗電路圖畫在虛線框內.(圖1中標明所選器材)
(2)根據測得和已知的物理量表示電流表的內阻,則r1=I2I1R1I1,說明式中各測量量的物理意義:I1表示G1的示數(shù),I2表示G2的示數(shù),R1表示定值電阻R1的阻值..
(3)請在圖2所示的實物圖中用筆連線代替導線,把實物圖按設計的電路圖將各元件連接起來.

分析 本題(1)的關鍵是根據兩電流表量程大小并結合串并聯(lián)規(guī)律可知應將待測電流表G1與定值電阻R1并聯(lián)后再與電流表G2串聯(lián)成測量電路;然后根據兩變阻器全電阻大小可知應選擇R4并采用分壓式接法.題(2)的關鍵是根據歐姆定律解出待測電流表G1的表達式即可.

解答 解:(1)由于待測電流表G1的量程是電流表G2的一半,則將待測電流表與定值電阻R1并聯(lián)的總電流可與電流表G2量程相等,即應將待測電流表G1與定值電阻R1并聯(lián)后再與電流表G2串聯(lián),即定值電阻應選R1;
又由于滑動變阻器的R3的全電阻與待測電流表內阻相比太大,所以不能采用限流式接法;而變阻器R4的全電阻遠小于待測電流表內阻,所以應用分壓式接法,即變阻器應選R4,電路圖如圖所示:

(2)根據電路圖,應有:I2=I1+I1r1R1,解得:r1=I2I1R1I1
其中,I1表示G1的示數(shù),I2表示G2的示數(shù),R1表示定值電阻R1的阻值.
(3)根據原理圖連接實物圖如圖所示;
故答案為:(1)如圖
(2)I2I1R1I1;I1表示G1的示數(shù),I2表示G2的示數(shù),R1表示定值電阻R1的阻值;
(3)如圖所示

點評 應明確;①涉及到測量電表內阻的問題,首先應根據電表的量程大小判定應怎樣擴大量程,并根據串并聯(lián)規(guī)律畫出電路圖,并解出待測物理量即可;②當變阻器的全電阻遠小于待測電阻時,變阻器應采用分壓式接法.

練習冊系列答案
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(1)重物下落過程,彈簧的最大彈性勢能是多少?
(2)將重物放在動摩擦因數(shù)為?,傾角為θ的固定斜面 上,用手按住它,恰能使輕繩拉直,彈簧處于原長,如圖所 示.若要使重物下滑距離l,給重物沿斜面向下的初速度至 少要多大?
(3)在滿足(2)的條件下,重物在斜面上運動過程速度最大時,彈簧的彈性勢能Ex是多 少?(彈簧的彈性勢能表達式E=12kx2,x表示形變量)

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