题目内容

【题目】研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。

(1)为测量该电流计的内阻,同学甲设计了如图(a)所示电路。图中电源电动势未知,内阻不计。闭合开关,将电阻箱阻值调到20Ω时,电流计恰好满偏;将电阻箱阻值调到95Ω时,电流计指针指在如图(b)所示位置,则电流计的读数为________mA,由以上数据可得电流计的内阻Rg=________Ω。

(2)同学乙将甲设计的电路稍作改变,在电流计两端接上两个表笔,如图(c)所示,设计出一个简易的欧姆表,并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度;闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“30mA”处,此处刻度应标为_________(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10 mA”处对应表笔间电阻阻值为________Ω。若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻变大不能忽略,电动势不变,但将两表笔断开,使指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果与原结果相比将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】 (1)12.0, 30; (2)∞; 6; 不变

【解析】(1) 电流计的读数为12.0mA,注意估读一位。

将电阻箱阻值调到20Ω时,电流计恰好满偏,根据闭合电路欧姆定律:

E=Ig(R+Rg)

即:E=0.03(20+Rg)

将电阻箱阻值调到95Ω时,电流计的读数为12.0mA,根据闭合电路欧姆定律:

E=0.012(95+Rg)

联立以上两式得:Rg=30Ω

(2)将两表笔断开,即相当于所测电阻无穷大,则指针指在“30mA”处,此处刻度应标阻值为∞;

根据闭合电路欧姆定律将两表笔断开时有: =30mA

当两表笔接上电阻RX时有

根据分流公式可得通过电流表的电流为: =10mA…

代入解得:Rx=6Ω.

3根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有:

测量电阻时干路电流为:

电流表示数为

比较可知r+R=R,所以若电流相同则Rx=Rx,即测量结果不变。

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