Question

为了测定电流表A₁的内阻，采用如图1所示的电路．其中：
A₁是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；
A₂是标准电流表，量程是200μA；
R₁是电阻箱，阻值范围0～999.9Ω；
R₂是滑动变阻器；
R₃是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计；
S₁是单刀单掷开关，S₂是单刀双掷开关．

（1）根据电路图1，请在图2中画出连线，将器材接成实验电路
（2）连接好电路，将开关S₂扳到接点a处，接通开关S₁，调整滑动变阻器R₂使电流表A₂的读数是150μA；然后将开关S₂扳到接点b处，保持R₂不变，调节电阻箱R₁，使A₂的读数仍为150μA．若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示，电阻箱R₁的阻值是
______Ω，则待测电流表A₁的内阻R_g=______Ω．
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R₂的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R₃应选用：______（填写阻值相应的字母）．
A.200kΩ    B.20kΩ      C.15kΩ      D.20Ω
（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用，既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器______（填写阻值相应的字母）是最佳选择．
A.1kΩ      B.5kΩ      C.10kΩ     D.25kΩ

Answer 1

【答案】分析：解本题的关键是正确分析测电流表内阻的原理图即图1，该实验的原来是“等效代换法”，开关S₂分别扳到a、b两点时两次测量电流相同，则两次电路中电阻相同，其它阻值不变时，则有电流A₁的阻值和电阻箱读书相等．同时理解电路中电阻R₃的作用．
解答：解：（1）连接实物图时注意：正负极不能接反了，导线要接在接线柱上，答案如下图所示：

（2）电阻箱的读数为：R=8×10+6×1+0.1×3=86.3Ω；由于两次测量电流表A₂的示数相同，而且其它电阻阻值不变，故电流A₁的阻值和电阻箱示数相等．
故答案为：R₁=86.3Ω，R_g=86.3Ω．
（3）为了保证安全，当滑动变阻器R₂的阻值调为零时，电路中的电流也不能超过200μA，根据这点可以求出保护电阻的阻值（由于两电流表内阻较小可省略）：
，保护电阻为20kΩ即可，若大于20kΩ会导致电流表示数太小，实验误差增大，故ACD错误，B正确．
故选B．
（4）根据电流表示数为150μA可知回路中的电阻为：，R₃=20kΩ，A、B选项中电阻太小不能满足要求，故AB错误，D中电阻太大调节不方便，故D错误，C正确．
故选C．
点评：该题采用“等效法”测电流表的内阻，无论什么方法，关键是理解实验原理然后利用电路的串并联知识求解．