Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組要把一塊電流表改裝成電壓表，遇到了兩個(gè)問題：一是該電流表的表盤沒有標(biāo)注刻度數(shù)，但刻度均勻，總格數(shù)為N；二是內(nèi)阻未知。通過對(duì)類似規(guī)格的電流表的參數(shù)比對(duì)，得到該電流表的滿偏電流約700~800，內(nèi)阻約100)。該組同學(xué)利用以下器材，通過下列三個(gè)步驟，完成了電壓表的改裝工作。

A.待測(cè)電流表G

B.電流表A：量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1

C.電壓表V：量程3V，內(nèi)阻RV=3k

D.電阻箱R2：最大阻值999.9

E.滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5k，額定電流0.1A

F. 滑動(dòng)變阻器R3：最大阻值5，額定電流0.5A

G.電源：電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約為1.5

H.開關(guān)兩個(gè)S1、S2

（1）步驟一：測(cè)定電流表的內(nèi)阻。設(shè)計(jì)了上圖所示實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)分析并補(bǔ)全以下操作：

①將R1的滑動(dòng)端撥至_______端；(填“a”或“b”)

②僅閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)N個(gè)格；

③僅調(diào)節(jié)_______，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)個(gè)格；

④記錄_____________________，則電流表的內(nèi)阻為_______。

（2）步驟二：

①測(cè)定該電流變的滿偏電流。除電源和開關(guān)外，還需要的器材是____________；（填器材前面的字母序號(hào)）

②請(qǐng)?jiān)诰�框中畫出方便簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)電路圖_________；

③若在上圖實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電流表指針偏轉(zhuǎn)了n個(gè)格，還需要記錄的測(cè)量值及相應(yīng)符號(hào)為_____________，電流表的滿偏電流為________，將此電流表改裝為一個(gè)量程為U0的電壓表需要 ______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)定值電阻Rx，Rx=__________。（用以上各步驟中記錄的測(cè)量量和已知量表示）

Answer 1

【答案】b R2 R2的阻值 R2 CE 電壓表讀數(shù)U 串聯(lián)

【解析】

（1）將滑動(dòng)變阻器撥至b端在將電路接通，電路中的電流最小，具有保護(hù)電路的作用；

（2）閉合S2以后，因接入的滑動(dòng)變阻器的阻值很大，因此在不改變滑動(dòng)變阻器的情況下電路的干路電流不變，因兩塊表并聯(lián)，此時(shí)調(diào)節(jié)R2的阻值使電流表的示數(shù)偏轉(zhuǎn)格，則可認(rèn)為R2中的電流和待測(cè)電表的電流相同，則電阻R2的阻值和電流表的阻值相同，因此要記錄R2的阻值；

（3）電流表的電流校準(zhǔn)需要將一塊標(biāo)準(zhǔn)的電流表和待測(cè)電流表串聯(lián)，但是電流表A的量程和待測(cè)電流表相比過大，無法進(jìn)行測(cè)量，但是電壓表的內(nèi)阻已知，故可以用電壓表和待測(cè)電流表串聯(lián)進(jìn)行校準(zhǔn)，且滑動(dòng)變阻器R2的阻值過小，將R2和電壓表串聯(lián)在一起進(jìn)行調(diào)節(jié)示數(shù)變化不明顯，因此滑動(dòng)變阻器需要選R1，需要的器材為CE，電路圖如下：

（4）因電壓表和電流變串聯(lián)，因此當(dāng)偏轉(zhuǎn)N格時(shí)電流表的電流為，又因電流表示數(shù)分布均勻，因此電流表的滿偏電流為；

（5）電流表改為電壓表需要串聯(lián)電阻，串聯(lián)后的量程為，且電流變的內(nèi)阻為R2由歐姆定律有

，解得。