题目内容
【题目】将一个量程在1.5mA~2.5mA(标有清晰的刻度但没有标示数)、内阻在150Ω~250Ω电流表G改装成一个量程为0~30V的电压表。为了正确改装,采用如图甲所示的电路来测量电流表G的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:
A.电源(电动势约6V、内电阻小于1Ω)
B.标准电流表A(量程为0~10mA,内电阻约为500Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~9.9Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~1kΩ)
F.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)
G.开关S和导线若干
(1)该实验中电阻箱应选_____,滑动变阻器应选_____(填题中仪器前面的字母序号);
(2)该同学的实验操作过程为:
①将滑动变阻器的滑片P移至最右端,将电阻箱的阻值调至最大;
②闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度,记录标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;
③再次向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到满刻度,记录第二组标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R;
④重复步骤3~5次;
⑤该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值R数据,画出,图像如图乙所示。根据图线可以求得电流表G的量程为_____A;内电阻为_____Ω。
(3)将电流表G与一个阻值为_____Ω的电阻串联就可以组成量程为0~30V的电压表。
【答案】D E 2×10-3 200 14800
【解析】
(1)[1]因为待测电流表G的估计值为150Ω~250Ω之间,电源电动势E=6V,标准电流表A的量程为0~10mA,内电阻约为500Ω,故电阻箱应选择D,以获得较大的测量范围
[2]为了保证电表的安全,应限制干路的电流,应选择最大阻值较大的滑动变阻器,故滑动变阻器应选E
(2)[3][4]设电流表G的满偏电流为Ig,内电阻为Rg,根据支路电流之和等于干路电流可得
根据图乙可知
截距
联立可得
(3)[5]设改装量程为0~30V的伏特表,需要串联的电阻为R′,根据欧姆定律可得
即
解得