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精英家教网在“把电流表改装为电压表”的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下:
①接通S1(S2未接通),调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;
②再接通S2,调节R2发,使电流表指针偏转到满刻度的一半;
③读出R2的阻值,即认为rg=R2
已知电源的电动势为3V,内阻不计,电流表满偏电流为500μA,其内阻约在100Ω左右.实验室配有的可变电阻有:
A.电阻箱(0~999Ω)                   B.滑动变阻器(0~200Ω)
C.滑动变阻器(0~10KΩ)        D.滑动变阻器(0~100KΩ)
(1)电路中R1应选
 
,R2应选
 

(2)上述实验中电流表内阻的测量量和真实值相比
 
(选填“偏大”或“偏小”)
(3)如果测得该电流表阻值为100Ω,要将其改装为量程为3V电压表,应串联一个阻值为
 
Ω的电阻.
分析:(1)由串联电路特点及欧姆定律求出R1的最小阻值,根据该阻值选择电阻器;R2应选择电阻箱.
(2)根据串并联电路特点及欧姆定律分析测量值与真实值间的关系.
(3)把电流表改装成电压表,应串联一个大电阻,由串联电路特点及欧姆定律可以求出串联电阻的阻值.
解答:(1)电流表的满偏电流Ig=500μA=0.0005A,
电路最小电阻R最小=
E
Ig
=
3V
0.0005A
=6000Ω,
则变阻器R1阻值的最小阻值R1最小=R最小-rg=6000Ω-100Ω=5900Ω,
则变阻器R1应选C、滑动变阻器(0~10KΩ);
电阻箱可以直接读出接入电路的阻值,因此R2应选A、电阻箱(0~999.9Ω)
(2)接通S2时,整个电路阻值变小,电路电流变大,大于接通S2前的电路电流,
即大于电流表的满偏电流,滑动变阻器R1两端电压变大,电流表两端电压变小,
小于S2闭合前的电压,即小于电流表的满偏电压,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的
1
3

则流过R2的电流大于电流表满偏电流的
2
3
,电流表并联电压小于电流表的满偏电压,
由欧姆定律可知,R2的阻值小于电流表内阻的两倍,即电流表内阻测量值偏小.
(3)将电流表改装成电压表,应串联一个电阻,电压表内阻R=
U
Ig
=6000Ω,
串联电阻的阻值R=R-Rg=6000Ω-100Ω=5900Ω;
故答案为:(1)C A (2)偏小 (3)5900
点评:本题考查了实验器材的选择、实验误差分析、把电流表改装为电压表等问题,实验器材的选取及实验误差分析是本题的难点,知道实验器材的选取原则并灵活应用、熟练应用串并联电路特点及欧姆定律即可正确解题.
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