题目内容
【题目】实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ.现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1mA,内阻为50Ω;表头G2的满偏电流0.5mA,内阻为200Ω,又有三个精密定值电阻r1=100Ω,r2=150Ω,r3=200Ω.若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题:
(1)原表头G满偏电流I=_______,内阻r=_______.
(2)在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路_____(标识出所选用的相应器材符号)
(3)某学习小组利用修复的电压表,再加上可以使用的以下器材,测量一未知电阻Rx的阻值:
电流表A量程0~5mA,内阻未知;
最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;
电源E(电动势约3V);
开关S、导线若干.
由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,请你帮助他们补充完整电路连接 ____________,正确连线后读得电压表示数为2.40V,电流表示数为4.00mA,则未知电阻阻值Rx为____Ω.
【答案】(1)1mA,_100Ω _.(2)G1和r2.
(3)
(4) 600Ω
【解析】
(1)根据串联电路特点与欧姆定律求出表头的满偏电流与内阻.
(2)应用串联电路特点与欧姆定律选择实验器材.根据电压表的改装原理作出电路图.
(3)根据伏安法测电阻的实验要求明确对应的接法,并由欧姆定律求解电阻.
(1)由图示电路图可知,电压表量程:
Ig(rg+R1)=3V,Ig(rg+R2)=15V,
代入数据解得:Ig=1mA,rg=100Ω;
(2)修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1mA,电阻应为:rg=100Ω,需要的实验器材为:表头的满偏电流0.5mA,内阻为200Ω的表头以及r3,即将表头和r3并联在电路中使用,电路图如图所示:
(3)根据题意可明确实验中应采用分压接法,电流表采用外接法,故实物图如图所示:电压表量程为3V,则其内阻RV==3000Ω,根据欧姆定律可知 .