Question

7．電學實驗中除偶然誤差外，還有系統(tǒng)誤差，現(xiàn)要測定某表頭G的內(nèi)阻（可把它等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)），某學生測量表頭G內(nèi)阻r的電路如圖所示，供選擇的儀器如下：
待測表頭G（I_g=5mA，r_g約300Ω）；
電壓表V₁（0～20mA，內(nèi)阻約1kΩ）；
電壓表V₂（0～1.5V，內(nèi)阻約5kΩ）；
電阻箱R（0～999.9Ω）；
滑動變阻器R₁（0～20Ω）；
干電池（1.5V）；
開關K₁和單刀雙擲開關K₂及導線若干．
（1）電壓表應選V₂；
（2）測量時，先閉合K₁，K₂扳至1端，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使待測表頭指針指示某刻度穩(wěn)定，電壓表指針指在某一刻度值U；
（3）然后保持R₁滑動頭位置不變，斷開K₁，將電阻箱的阻值置于零值，K₂扳至2端后，再閉合K₁，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表指針仍在原來的刻度值U；
（4）讀出電阻箱指示的阻值R，則表頭的內(nèi)阻r_g=R；
（5）若用待測表頭改裝成量程為U₀的電壓表，所需串聯(lián)的電阻阻值為R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的電源根據(jù)安全和準確性原則可以選擇電壓表；
（3、4）根據(jù)題意及步驟分析可知，本實驗采用等效替代法，根據(jù)原理及實驗安全和準確性要求進行分析即可明確實驗方法及表頭的內(nèi)阻；
（5）根據(jù)電表的改裝原理再利用串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得所需串聯(lián)的電阻．

解答 解：（1）因電源為1.5V，故電壓表應選擇V₂；
（3）因本實驗采用的是等效替代法，故應K₂扳至2端后，再閉合K₁，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表指針仍在原來的刻度值U；
（4）因電路其他部分沒變，故可知，表頭的內(nèi)阻與電阻箱示數(shù)相等，故為R；
（5）要改裝成量程為U₀的電壓表，應串聯(lián)一個大電阻，使串聯(lián)后的總電壓等于U₀，由串并聯(lián)電路規(guī)律可知：R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；
故答案為：（1）V₂；
（3）仍在原來的刻度值U；
（4）R；
（5）$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R

點評 本題考查伏安法測量內(nèi)阻，為探究性實驗，在解答時一定要先通過步驟明確實驗原理，明確實驗要求才能準確求解；同時注意電表的改裝原理，明確串聯(lián)電路規(guī)律的應用．