题目内容

要测量一个电流表G的内阻Rg（内阻约在1kΩ-2kΩ之间），其量程为250 μA．提供的器材有：电源E（4V，内阻0.6Ω），电阻箱RA（0-9999Ω），滑动变阻器R1（0-20Ω，1A），滑动变阻器R2（0-250Ω，0.6A），滑动变阻器R3（0-1kΩ，0.3A），标准电流表G’（量程250 μA），电键S1、S2、S3及导线若干．今有甲、乙两同学，用不同的测量方法来测出内阻．精英家教网
Ⅰ．甲同学利用图1的电路图来测量内阻，其实验步骤如下：
①先按电路图1接好各元件，并使滑动触头P先置b端，断开电键S1，且使电阻箱阻值为零．②闭合电键S1，调节滑动触头P于某一位置，使G表达到满刻度Ig．③调节电阻箱电阻值，使G表电流为Ig/2，记下电阻箱数值R．④即得待测电流表内阻Rg=R．
Ⅱ．乙同学利用图2的电路图来测得内阻，其实验步骤如下：①先按电路图2接好各元件，并使滑动触头P先置于b端，断开电键S1、S2、S3，且使电阻箱阻值为零．②闭合电键S1、S2，调节滑动触头P于某一位置，使G’表达到满刻度Ig．③闭合电键S3，断开电键S2，调节电阻箱电阻值，使G’表电流仍为Ig，记下电阻箱数值R．④即得待测电流表内阻Rg=R．
（1）在不考虑操作过程中的失误的前提下，仅就电路设计而言，你认为能更准确地测出电流表内阻值的是
 
同学设计的方案．
（2）请纠正你选择的方案在操作过程中的两处失误：
a．
 
；
b．
 
．
（3）你认为测量精度较差的另一个设计方案中所得到的电流表内阻测量值
 
电流表内阻真实值（选填“大于”或“小于”）．要使这一误差尽可能小，该方案中滑动变阻器选择
 
．
分析：解答本题应抓住：
（1）、图1中，调节电阻箱电阻值，使G表电流为
1
2
Ig时，由于外电路总电阻增大，电流表与电阻箱串联的总电压已增大，电阻箱的电压将大于电流表的电压，测量值将大于电流表内阻真实值．图2，采用等效替代的方法，没有系统误差．
（2）对于图2，
a、开关闭合前，都应将滑动变阻器的滑片P先置于a端，开关闭合后电路中输出电压从最小值开始调节，防止电流过大，烧坏电流表；
b、电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上．
3、为调节方便，变阻器的总电阻应选择较小的．
解答：解：1、乙同学的方案能更准确地测出电流表内阻值．因为甲同学的方案中，调节电阻箱电阻值，使G表电流为
1
2
Ig时，由于外电路总电阻增大，变阻器输出的电压增大，即电流表与电阻箱串联的总电压已增大，电阻箱的电压将大于电流表的电压，根据串联电路分析特点可知，测量值将大于电流表内阻真实值．乙同学采用等效替代的方法，没有系统误差．
2、乙同学的失误有两个：
  a、开关闭合前，都应将滑动变阻器的滑片P先置于a端，使开关闭合后电路中输出电压从最小值往大开始调节，防止电流过大，烧坏电流表；
  b、电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上．
3、由上分析可知，甲同学方案中，所得到的电流表内阻测量值大于电流表内阻真实值．为调节方便，变阻器的总电阻应选择R1．
故答案为：
（1）乙；                                             
（2）a．连接电路中应将滑动变阻器的滑片P先置于a端；
     b．电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上．           
（3）大于，R1．
点评：本题中考查了电学实验的常规，即开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到开关闭合后输出电压最小的位置．从实验原理出发，分析误差，选择可行的实验方案．
练习册系列答案
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电源E（电动势约为6V，内阻较小）；     变阻器  R（总电阻约10Ω）
电阻箱  R1（1-9999Ω）；               电阻箱　R2（1-999.9Ω）
电键  K；                              导线若干
（1）如图是以上器材和电流表G和电压表V的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路．
（2）电阻箱应选
 
（填“R1”或“R2”），电阻箱的取值等于
 
．
（3）用上述电压表V和改装后并已校准过的电压表（以下称为V1）以及一个电键和一些导线，去测量一个电动势大约为2伏的电源的电动势E和内电阻r．写出简要的测量步骤，并用测得的量写出E和r的表达式．
（1）如图1是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为
 
 mA；若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为
 
Ω
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（2）如图2所示，电阻箱读数为
 
Ω
（3）一个电流表G的内阻Rg=1kΩ满偏电流为Ig=500μA，其满偏电压为
 
V．现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为
 
KΩ，50μA刻度外对应的电压值为
 
V．
（4）利用如图3所示的电路测量电流表G的内阻（图中电源的电动势E=4V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读出此时R′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg=
 
Ω．
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（1）在不考虑操作过程中的失误的前提下，仅就电路设计而言，你认为能更准确地测出电流表内阻值的是______同学设计的方案．
（2）请纠正你选择的方案在操作过程中的两处失误：
a．______；
b．______．
（3）你认为测量精度较差的另一个设计方案中所得到的电流表内阻测量值______电流表内阻真实值（选填“大于”或“小于”）．要使这一误差尽可能小，该方案中滑动变阻器选择______．
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