Question

12．甲要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì)G，改裝成量范圍是0～4V的直流電壓表．
①她按如圖所示電路、用半偏法測定電流計(jì)G的內(nèi)電阻r_g，其中電阻R₀約為1kΩ．為使r_g的測量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用B，電阻器R₁應(yīng)選用C，電阻器R₂應(yīng)選用F（選填器材前的字母）．
A．電源（電動勢1.5V）    B．電源（電動勢6V）
C．電阻箱（0～999.9Ω）D．滑動變阻器（0～500Ω）
E．電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當(dāng)）（0～5.1kΩ）    F．電位器（0～51kΩ）
②如果所得的R₁的阻值為300.0Ω，則如圖中被測電流計(jì)G的內(nèi)阻r_g的測量值為300Ω，該測量值略小于實(shí)際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）． 
③給電流計(jì)G串聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)阻值為19.7kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程4V的電壓表．

Answer 1

分析 ①對于儀器的選擇，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合題目中數(shù)據(jù)并根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理通過計(jì)算來確定．
②由半偏法測電阻實(shí)驗(yàn)原理知，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏時(shí)，由于干路電流幾乎未變，電阻箱與電流計(jì)中的電流相等，電阻必然相等．故半偏時(shí)R₁的阻值等于r_g．
實(shí)際上電阻箱R₁并入后，電路的總電阻減小了，干路電流增大了，電流計(jì)半偏時(shí)，流過電阻箱的電流大于流過電流計(jì)的電流，電阻箱接入的電阻小于電流計(jì)的電阻．所以，該測量值“略小于”表頭內(nèi)阻實(shí)際值．
③改裝為電壓表需串聯(lián)一個(gè)電阻，串聯(lián)電阻（分壓電阻）阻值R可由I_gR_g+I_gR=U來計(jì)算，其中U為改裝后電壓表的滿篇電壓（量程），該題中U=4V．

解答 解：①由于測量電路要讓電流計(jì)達(dá)到滿偏，則要選電源B，故選：B；
由實(shí)驗(yàn)原理知R₁應(yīng)能讀出具體數(shù)值，故選：C；
閉合S₂，電路中電流I不能大于200μA，由I=$\frac{E}{{R}_{2}+{R}_{0}}$
知R₂=$\frac{E}{I}$-R₀，代入數(shù)據(jù)得：R₂≈30KΩ，故選：F；
②當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏時(shí)，由于干路電流幾乎未變，電阻箱與電流計(jì)中的電流相等，電阻必然相等．如果所得的R₁的阻值為300.0Ω，則圖中被測電流計(jì)G的內(nèi)阻r_g的測量值為300.0Ω．
實(shí)際上電阻箱并入后的，電路的總電阻減小了，干路電流增大了，電流計(jì)半偏時(shí)，流過電阻箱的電流大于流過電流計(jì)的電流，電阻箱接入的電阻小于電流計(jì)的電阻．所以，該測量值“略小于”實(shí)際值．
③將電流計(jì)改裝成電壓表，應(yīng)串連接入一分壓電阻R，由歐姆定律及串聯(lián)電路分壓規(guī)律有：U=I_gR_g+I_gR其中U為改裝后電壓表的滿偏電壓，
則R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g代入數(shù)據(jù)解得：R=19.7kΩ．
故答案為：①BCF ②300；略小于；③串19.7

點(diǎn)評 本題考查電壓表的改裝及半偏法測電阻的實(shí)驗(yàn)；該題難度較大，需掌握半偏法測電阻的方法，電表改裝原理及誤差分析等內(nèi)容才能解答次題．