Question

12．大量程的電表往往是通過改裝和校準(zhǔn)得到的，實驗室中有一個毫安表，滿偏刻度為I_R=100μA，內(nèi)阻大小未知，小華同學(xué)想利用所學(xué)知識先將該表改裝成大量程的電流表并對其校準(zhǔn)，他設(shè)計了如圖所示的電路，電路中R′為電阻箱，R為滑動變阻器，電源電動勢E=6V．該同學(xué)的實驗過程如下：
（1）他首先利用該電路測量毫安表的內(nèi)阻．閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使毫安表滿偏；接著閉合S₂，保持R不變，調(diào)節(jié)電阻箱R′，使毫安表的指針指在滿偏刻度；此時，讀出電阻箱R′的阻值為200Ω，則毫安表的內(nèi)阻為R_g=200Ω．
（2）接下來，他將毫安表改裝成量程為20mA的電流表并對其校準(zhǔn)．
①為了得到量程為20mA的電流表，需給毫安表并聯(lián)（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為1Ω的電阻．
②將量程擴大的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián)進(jìn)行校準(zhǔn)．在第（1）問中，毫安表內(nèi)阻的測量值存在系統(tǒng)誤差，導(dǎo)致所測毫安表的內(nèi)阻值與真實值相比應(yīng)偏小（填“偏大”或“偏小”），用上述兩稱為20mA的電流表測電路電流時，其測量值小于（填“大于”、“等于”或“小于”）電路電流的實際值．
③為了消除上述誤差，需要對原電路進(jìn)行改進(jìn)，請在所給的方框中畫出改進(jìn)后的電路圖．

Answer 1

分析 ①半偏法測電阻認(rèn)為電流表與電阻并聯(lián)后總電壓不變，則電流表的內(nèi)阻=所并聯(lián)電阻值．
     ②改裝成電流表要并聯(lián)電阻分流，并聯(lián)電阻阻值為R：R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$．
     ③半偏法測電流表電阻比實際電阻偏小，按照測量值改裝電流表時并聯(lián)的電阻偏小，這個并聯(lián)的電阻偏小分流大使電流表讀數(shù)比實際偏小．
    ④半偏法測量的誤差在于在電阻箱支路上電流不準(zhǔn)確，若能再加一電流表測量出該支路電流即可，據(jù)此設(shè)計電路

解答 解：①因G表頭與電阻箱是并聯(lián)關(guān)系，則二者電流相等，則電阻相等，即R_g=200Ω
    ②改裝成電流表要并聯(lián)電阻分流，并聯(lián)電阻阻值為R：R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.1×200}{20-0.1}$=1Ω
    ③半偏法測電流表電阻比實際電阻偏小，按照測量值改裝電流表時并聯(lián)的電阻偏小，這個并聯(lián)的電阻偏小分流大使電流表讀數(shù)比實際偏小．即
      I₁＜I₂
    ④半偏法測量的誤差在于在電阻箱支路上電流不準(zhǔn)確，若能再加一電流表測量出該支路電流即可，據(jù)此設(shè)計電路如圖：
故答案為：（1）滿盤刻度   200  ①并聯(lián)   1②系統(tǒng)   小于  ③如圖

點評 考查半偏法測電阻，會分析誤差，會求并聯(lián)電阻改裝成電流表的阻值，會設(shè)計簡單的電路．