Question

5．某同學(xué)學(xué)習(xí)了電壓表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之后，決定親手改裝一只3V量程的電壓表，他進(jìn)行了以下步驟，請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)知識(shí)和他的操作進(jìn)行填空補(bǔ)充：
①測(cè)量待改裝表的內(nèi)阻，現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材：
靈敏電流計(jì)G₁（量程為200μA，內(nèi)阻約為300Ω）；
靈敏電流計(jì)G₂ （量程為500μA，內(nèi)阻約為800Ω）；
定值電阻R₁=200Ω；
定值電阻R₂=10Ω；
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值5Ω，2A）；
一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很�。�；
一個(gè)電鍵，導(dǎo)線若干．
僅用以上器材他設(shè)計(jì)了如圖所示測(cè)量G₁表內(nèi)阻r_g的實(shí)驗(yàn)電路圖．請(qǐng)你幫他把未畫(huà)完的實(shí)驗(yàn)電路圖在方框內(nèi)補(bǔ)充完整，并標(biāo)上相應(yīng)的器材符號(hào)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路寫(xiě)出測(cè)量G₁表內(nèi)阻的表達(dá)式r_g=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$（若兩個(gè)表都要使用，G₁表的讀數(shù)用I₁表示，G₂表的讀數(shù)用I₂表示）．
②根據(jù)第一步他測(cè)得靈敏電流計(jì)G₁的內(nèi)阻r_g=300Ω，為了將它改裝為3V量程的電壓表，他應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)R₃=14700Ω的電阻，并將表盤(pán)進(jìn)行改寫(xiě)標(biāo)注．
③他將改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)的3V量程的電壓表進(jìn)行逐格校對(duì)，發(fā)現(xiàn)改裝表讀數(shù)總是略微偏小，則他應(yīng)該采取下列哪一項(xiàng)措施減小誤差D
A．給R₃串聯(lián)一個(gè)大電阻     B．給R₃串聯(lián)一個(gè)小電阻
C．給R₃并聯(lián)一個(gè)小電阻     D．給R₃并聯(lián)一個(gè)大電阻．

Answer 1

分析 ①由于有兩個(gè)靈敏電流計(jì)，所以可以采用半偏法測(cè)量電阻值；為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)電流表的量程應(yīng)大于等于待測(cè)電流表量程；定值電阻的電阻值應(yīng)與待測(cè)電阻的電阻值差不多；
②擴(kuò)大電流表量程需要并聯(lián)分流電阻，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出并聯(lián)電阻阻值．
③根據(jù)測(cè)量的原理分析誤差產(chǎn)生的原因．

解答 解：（1）由于有兩個(gè)靈敏電流計(jì)，所以可以采用半偏法測(cè)量電阻值；標(biāo)準(zhǔn)電流表應(yīng)選擇G₂．定值電阻的電阻值應(yīng)與待測(cè)電阻的電阻值差不多，應(yīng)選擇R₁；故電路如圖；
根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得：I₁R_g=（I₂-I₁）R₁
則：R_g=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$
（2）電流表改裝成電壓表，串聯(lián)電阻阻值：R_x=$\frac{3V}{{I}_{g}}-{R}_{g}$=$\frac{3}{200×1{0}^{-6}}-300$=14700Ω；
（3）他將改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)的3V量程的電壓表進(jìn)行逐格校對(duì)，發(fā)現(xiàn)改裝表讀數(shù)總是略微偏小，即在相等的電壓條件下，流過(guò)改裝電壓表的電流值偏小，根據(jù)歐姆定律可知，該電阻的電阻值偏大，則需要減小該串聯(lián)電阻，所以可以采用的方法是給該電阻并聯(lián)一個(gè)大電阻．故他應(yīng)該采取D選項(xiàng)的措施減小誤差．故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故答案為：①如圖，$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$；②串，14700；③D

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)誤差分析、求并聯(lián)電阻阻值；分析清楚實(shí)驗(yàn)電路圖與實(shí)驗(yàn)步驟、知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則．