Question

 (1)甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì)G，改裝成量范圍是0~4V的直流電壓表。

①她按圖1所示電路、用半偏法測(cè)定電流計(jì)G的內(nèi)電阻r_g，其中電阻R₀約為1k。為使r_g的測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用       ，電阻器R₁應(yīng)選用     ，電阻器R₂應(yīng)選用         （選填器材前的字母）。

      A.電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V）             B.電源（電動(dòng)勢(shì)6V）

      C.電阻箱(0~999.9)              D.滑動(dòng)變阻器(0~500)

      E.電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)）(0~5.1k)

      F.電位器（0~51k）

②該同學(xué)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)情況下，檢查電路連接無(wú)誤后，將R₂的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：         ,          ,         ,          ,最后記錄R₁的阻值并整理好器材。（請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母）

      A.閉合S₁

      B.閉合S₂

      C.調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度

      D.調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半

      E.調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半

      F.調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度

③如果所得的R₁的阻值為300.0，則圖1中被測(cè)電流計(jì)G的內(nèi)阻r_g的測(cè)量值為     ，該測(cè)量值      實(shí)際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

④給電流計(jì)G        聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)阻值為        k的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程4V的電壓表。

(2)乙同學(xué)要將另一個(gè)電流計(jì)G改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0、一個(gè)電池組E、一個(gè)滑動(dòng)變阻器R′和幾個(gè)待用的阻值準(zhǔn)確的定值電阻。

①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表G直接與一個(gè)定值電阻R相連接，組成一個(gè)電壓表；然后用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0校準(zhǔn)。請(qǐng)你畫(huà)完圖2方框中的校準(zhǔn)電路圖。

②實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻R選用17.0k時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是4.0V時(shí)，表G的指針恰好指到滿(mǎn)量程的五分之二；當(dāng)R選用7.0k時(shí)，調(diào)整R′的阻值，電壓表V0的示數(shù)是2.0V，表G的指針又指到滿(mǎn)量程的五分之二。

由此可以判定，表G的內(nèi)阻r_g是            k，滿(mǎn)偏電流I_g是          mA。若要將表G改裝為量程是15V的電壓表，應(yīng)配備一個(gè)      k的電阻。

 

Answer 1

 (1)①BCF ②BCAE  ③300  略小于  ④串 19.7

解析:①半偏法測(cè)量表頭內(nèi)阻時(shí)，首先選擇滑動(dòng)變阻器（必須大于電路所需的最小電阻），根據(jù)電路的電壓為電動(dòng)勢(shì)，電路的最大電流為表頭的滿(mǎn)偏電流，則最小電阻為，或，考慮到保護(hù)電阻1kΩ，則可知調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭滿(mǎn)偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值分別接近29kΩ或6.5kΩ，電路圖中R₂是滑動(dòng)變阻器，不能選D和E，只能選F。表頭滿(mǎn)偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差越小。所以電源選擇電動(dòng)勢(shì)為6V的B，而且滑動(dòng)變阻器F的阻值也滿(mǎn)足調(diào)節(jié)所需。而R₁是用來(lái)測(cè)量表頭內(nèi)阻的電阻箱，只能選C。

②實(shí)驗(yàn)步驟：第一步閉合S₂，選B；第二步調(diào)節(jié)R₂阻值使電流計(jì)滿(mǎn)偏，選C；第三步閉合S₁，選A；第四步調(diào)節(jié)R₁阻值使電流計(jì)半偏，選E；第五步讀出R₁阻值為待測(cè)表頭的內(nèi)阻。

③R₁的示數(shù)為待測(cè)表頭的內(nèi)阻是300.0Ω，閉合S₁后，電路的總電阻減小，當(dāng)表頭半偏時(shí)干路上的電流就大于表頭的滿(mǎn)偏電流，流過(guò)電阻箱的電流就大于表頭的滿(mǎn)偏電流，所以電阻箱的阻值略小于表頭的內(nèi)阻。

④給表頭串聯(lián)一個(gè)電阻可以改裝為電壓表，改裝后的電壓表的內(nèi)阻為=

2.0×10⁴Ω=20kΩ，則串聯(lián)電阻的大小為20kΩ－300Ω=19.7kΩ。

(2)①如圖 ②3.0    0.50   27.0

解析:①本實(shí)驗(yàn)是對(duì)改裝電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)的，將改裝電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)后要求電壓從0至滿(mǎn)偏變化，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電路連接如圖

②表頭的刻度均勻，當(dāng)指針恰好指到滿(mǎn)量程的五分之二時(shí)，流過(guò)電流表的電流為0.4I_g，根據(jù)歐姆定律分別有和，解得：r_g=3.0 kΩ，I_g=0.50mA。

量程為15V的改裝電壓表的內(nèi)阻，所以改裝時(shí)串聯(lián)的電阻是30 kΩ－3.0kΩ=27 kΩ。