Question

16．實(shí)驗(yàn)室有一只電流表G，其內(nèi)阻為r_g=180Ω，偏滿電流約為600μA，表盤刻度清晰均勻，刻度總格數(shù)為N．現(xiàn)提供以下可供選用的器材，要求盡可能精確地測(cè)出電流表G的滿偏電流．
A．電源E：電動(dòng)勢(shì)約3V、內(nèi)阻約1.5Ω
B．電壓表V：量程0～3V、內(nèi)阻．R_v=4.0kΩ
C．電流表A：量程0～0.6A、內(nèi)阻R_A=0.1Ω
D．滑動(dòng)變阻器R：最大阻值200Ω
E．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）根據(jù)測(cè)量需要，除了選用A、D、E所代表的實(shí)驗(yàn)器材外，還應(yīng)選擇B（選填B或C）所代表的實(shí)驗(yàn)器材．請(qǐng)以筆代線將右圖中所選用的實(shí)驗(yàn)器材連接成符合測(cè)量要求的電路圖．
（2）測(cè)量過程中，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中電流表G的指針偏轉(zhuǎn)了n格，另一只電表的示數(shù)為x，則結(jié)合題中其他已知物理量，計(jì)算電流表G滿偏電流的表達(dá)式為I_g=$\frac{N}{n}•\frac{U}{{R}_{v}}$．
（3）如果實(shí)驗(yàn)測(cè)得電流表G的滿偏電流為600μA，則要將它改裝成量程為0～0.06A的電流表，需要將它與一只阻值為1.8Ω（保留兩位有效數(shù)字）的定值電阻并聯(lián)．

Answer 1

分析 通過對(duì)題目的分析，找出實(shí)驗(yàn)中可能的實(shí)驗(yàn)原理； 則由原理可以得出實(shí)驗(yàn)的原理圖； 分析各表在電路中的作用可以選出所用儀器；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理及電路圖根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得轉(zhuǎn)過n格時(shí)的電流值．

解答 解：①由題意需要求出的是電流表A₀的滿偏電流，故應(yīng)通過串聯(lián)的方式測(cè)出，但電流表的最大量程0.6A，和待測(cè)電流表相差太多，故無法使用，電壓表的電流最大為${I}_{m}=\frac{3V}{3000Ω}=1000μA$，故可以用電壓表代替電流表使用； 故選B；
測(cè)量中將電壓表與待測(cè)電阻串聯(lián)，因滑動(dòng)變阻器的電阻只有200Ω，而電壓表內(nèi)阻達(dá)到3000Ω，用限流接法無法完成實(shí)驗(yàn)，故可以采用分壓接法；電路如圖所示；
③電壓表與電流表串聯(lián)，則兩表中的電流相等，則由電壓表可求得電流值為：$\frac{U}{{R}_{V}}$，而待測(cè)電流表刻度均勻，故有滿偏電流：$\frac{N}{n}•\frac{U}{{R}_{v}}$，其中U為電壓表讀數(shù)，R_v為電壓表內(nèi)阻；
根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知并聯(lián)電阻具有分流作用，所以要將電流表擴(kuò)大量程應(yīng)將電流表與電阻串聯(lián)，
并聯(lián)電阻的電流為：I_R=0.6A-60×10^-6A
并聯(lián)電阻的電壓與表頭的電壓相等：U=I_gR_g=180×60×10^-6=0.108V
根據(jù)歐姆定律：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.108}{0.6-0.0006}$≈1.8Ω
故答案為：①B ②電路如圖所示． ③$\frac{N}{n}•\frac{U}{R_v}$，U為電壓表讀數(shù)，R_v為電壓表內(nèi)阻．（4）1.8；并

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考查側(cè)重于考查學(xué)生的理解，故在解題中要注意分析題意，找出實(shí)驗(yàn)的原理才能正確的解答．