Question

某同学准备用500μA的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：

    A．电流表G_l(量程1.0mA，内电阻约100Ω)

    B．电流表G₂(量程500μA，内电阻约200Ω)

    C．电池组E(电动势为3.0V，内电阻未知)

    D．滑线变阻器R(0～25Ω)

    K．四旋钮电阻箱R₁(总阻值9999Ω)

    F．保护电阻R₂(阻值约100Ω)

    G．开关S₁，单刀双掷开关S₂

    (1)实验中该同学先合上开关S_l，再将开关S₂与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表G₂有某一合理的示数时，记下电流表G₁的示数为I；然后将开关S₂与b相连，保持_________不变，调节________，使电流表G₁的示数仍为I时，读取电阻箱的读数为r。

    (2)由上述测量过程可知，电流表G₂内电阻的测量值r_g=_______。

    (3)若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190Ω，他必须将一个___________    kΩ的电阻与电流表G₂串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表。

    (4)画出用标准电压表V₀对改装后的电压表V所有刻度进行校对的电路图。

Answer 1

(1)电阻R：电阻箱R₁(每空2分，共4分)

(2)r (4分)

(3)3.81 (4分)

(4)校对电压表的电路如图： (6分)

说明：(4)问中画成限流电路的不能给分。

解析：此题要求学生用“等效替代法”测电流表的内阻，这种方法克服了“半偏法”出现的误差。当S₂改接b时，要使G₁的示数不变，必须保证滑线变阻器的滑片不动，此时电阻箱的读数就是待测电流表的内阻。要将电流表G₂改装成量程为2.0V的电压表，需要串联的分压电阻为R_分压=3810Ω＝3.81kΩ；要对改装后的电压表所有刻度进行校准，即要求从“零”开始，所以变阻器要用分压接法，且改装后的电压表与标准电压表并联。