Question

（2007?武汉模拟）某同学准备用500μA的电流表改装成一块量程为2V的电压表．他为了能够更精确地测量该电流表的内电阻，设计了如图所示的实验电路，图1中各元件及仪表的参数如下：
A．电流表G₁（量程1mA，内电阻约为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．滑动变阻器R（阻值范围0～10Ω）
E．电阻箱R₁（阻值范围0～9999.9Ω）
F．保护电阻R₂（阻值约100Ω）
G．开关S₁，单刀双掷开关S₂
（1）实验中该同学先按正确的操作步骤连接电路，接着合上开关S₁，再将开关S₂与a相连，调节滑动变阻器R的滑片P，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

滑片p的位置

不变，调节

电阻箱

，使电流表G₁的示数仍为I时，读取电阻箱的阻值为r．
（2）由上述测量过程可知，电流表G₂内电阻的测量值r_g=

r

．
（3）若该同学通过测量得到电流表G₂的内电阻为190Ω，他必须将一个

3810

Ω的电阻与电流表G₂串联，才能改装为一块量程为2V的电压表．
（4）改装好的电压表要与标准电压表V₀进行逐格核对，请你在答题卷上的方框中画出核对电路图．核对时，该同学发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V₀的指针恰好如图2所示，由此可知，该改装电压表满刻度时的百分误差为

2.56

%．

Answer 1

分析：本题（1）的关键是明确本实验的实验原理是在保持变阻器的输出电压不变的情况下，若电流表

G

1

的示数不变则说明电阻箱与电流表

G

2

的电阻相等；题（3）的关键是根据欧姆定律不难求出分压电阻的阻值；题（4）的关键是由于校对电压时需要电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法；读出改装电压表的读数，根据相对误差的概念可求出相对误差的数值．

解答：解：（1）本实验的原理要求变阻器的输出电压不变，所以应保持滑片P位置不变（或保持R不变），此时如果电流表

G

1

的示数不变，则说明

G

2

电阻与电阻箱的阻值相等，所以应调节电阻箱．
（2）由上面的分析可知，若变阻器的输出电压保持不变，电流表

G

1

的示数不变，则电流表

G

2

的内阻应与电阻箱电阻r相等，即

r

g

=r
（3）根据欧姆定律可得

I

g

(r

g

+R)=U，代入数据解得R=3810Ω
（4）滑动变阻器应用分压式接法，电路图如图所示；由表盘可读出U=1.95V，所以误差γ=

△U

U

×100%=

2-1.95

1.95

×100%=2.56%

故答案为：（1）滑片P的位置，电阻箱
         （2）r
         （3）3810
         （4）如图，2.56%

点评：本实验采用的是“等效替代”方法，关键是明确该实验的实验原理，只有在变阻器的输出电压保持不变的情况下才行．