Question

在把灵敏电流计G改装成电压表的实验中，要将内阻大约为几百Ω、量程为I_G=200μA的电流表G改装成量程为5V的电压表．
（1）先利用如图1所示的电路，采用“半偏法”测出电流表G的内电阻R_G，在测量R_G的实验中，有如下的主要实验器材供选择：
A．滑动变阻器（阻值范围0-200Ω）
B．滑动变阻器（阻值范围0-80kΩ）
C．电阻箱（阻值范围0-999.9Ω）
D．电阻箱（阻值范围0-9999Ω）
E．电源（电动势6V，内阻0.3Ω）
F．电源（电动势12V，内阻0.6Ω）
G．电源（电动势50V，内阻2.0Ω）
在上述可供选择的器材中，可变电阻R₁应选择

B

，为提高测量精度，可变电阻R₂应选用

C

，电源E最好选用

F

．（填字母代号）
（2）按图1所示电路在图2所给出的实物中画出连接导线．
（3）实验时要进行的步骤有：
A．合上S₁；    B．合上S₂；    C．将R₁连入电路的阻值调到最大；    D．调节R₁的阻值，使电流表G的指针偏转到满刻度；    E．调节R₂的阻值，使电流表G的指针偏转到满刻度的一半；   F．记下R₂的阻值；   G．按图1所示的电路连接好实物图2；
上述实验步骤中的合理顺序为

GCADBEF

．
（4）若步骤F中记录的R₂的阻值为100Ω，则待测电流表G的内阻R_G的测量值为

100

Ω，考虑到实验的系统误差，电流表G内阻的测量值与真实值之间的大小关系是R_G测

＜

R_G真．
（5）将此电流表G改装成量程为5V的电压表，应

串

联一个阻值为

24900

Ω的电阻．
（6）现用一个标准电压表对改装后的电压表进行校准，改装及校准所用器材的实物如图3所示（虚线方框内
的为改装表），在方框图4中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行校对），然后将器材实物按以上要求连接成实验电路图．
（7）若校准时发现改装表示数总是小于标准表的示数，则应将串联电阻的阻值适当调

小

（填“大”或“小”）一些．
（8）用改装并校对后的电压表，按图5所示的电路测量未知电阻R_x．若测量未知电阻R_x时，电流表的读数为0.20A，而改装后的电压表的表头（刻度盘仍为原电流表的刻度）示数如图6所示，那么R_x的测量值为

15

Ω．
（9）若将此电流表G改装成量程为10mA的电流表，应

并

联一个阻值约为

2

Ω的电阻．
（10）将改装后的量程为10mA的电流表与标准电流表逐格进行核对，改装及校准所用的实物如图8所示，其中标准电流表已与保护电阻R₀串联．在图7中画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图，图中待核对的电流表用符号     表示，标准电流表用符号    表示，然后将器材实物按以上要求连接成实验电路．

（11）若将此电流表G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图9和图10所示．图

9

为合理电路．

Answer 1

分析：解决本题的关键是明确半偏法测量电流表内阻的原理仍然是串并联电路和欧姆定律的综合运用，关键是看清电路图，分析要细心．

解答：解：（1）根据“半偏法”原理可知，为减小误差，应使电路中的电流保持不变，根据I=

E

R   总

可知，变阻器应选全电阻最大的B；可变电阻应选与电流表内阻接近的即可，所以应选C；由

I

m

=

I

g

=200μA，所以

E

m

=

I   m R

总

≈200

×10

-6

×80

×10

3

=16V，所以电源应选F．
（2）实物连线如图所示

（3）实验时要进行的步骤应为GCADBEF
（4）根据串并联规律可知，电流表测量值

R

G测

=100Ω，若考虑误差，由于闭合

s

2

后电路中总电阻变小，总电流变大，当电流表半偏时，通过可变电阻的电流大于通过电流表的电流，由欧姆定律可知可变电阻阻值应小于电流表内阻，即

R

G测

＜R

G真

（5）根据欧姆定律可得应串联电阻为：R=

U- I   G R   G

I   G

=24900Ω
（6）如图所示

（7）校准时若改装表示数偏小，说明通过电压表的电流偏小即内阻偏大，所以应将15串联电阻的阻值适当调小一些．
（8）根据欧姆定律可求出

R

x

=15Ω
（9）根据欧姆定律可知，应并联的电阻为R=

I   G R   G

I- I   G

=2Ω
（10）如图所示

（11）根据欧姆定律可知，图9为合理电路．
故答案为：（1）B、C、F，（2）如图，（3）GCADBEF，（4）＜
（5）串 24900，（6）如图，（7）小，（8）15，（9）并 2，（10）如图，（11）9

点评：应掌握“半偏法”的含义，并会进行误差分析．