Question

【题目】有一电流表Ax，量程为1mA，内阻rg约为100Ω，要求测量其内阻。可选用的器材有：

电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；

滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；

滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；

电源E1，电动势约为2V，内阻不计

电源E2，电动势约为6V，内阻不计；

电流表A的量程为2mA，内阻较小；

开关2个，导线若干。

甲同学设计的测量电路图如图所示，实验步骤如下：

a．断开S1和S2 ，将R调到最大；

b．合上S1，调节R使Ax满偏；

c．合上S2，调节R1使Ax半偏，此时可以认为Ax的内阻rg= R1 。

(1)在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择___________；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择___________；电源E应该选择___________。（均填“R0”、“甲”、“乙”、“E1”或“E2”）

(2)认为内阻rg= R1，此结果与rg的真实值相比___________。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

(3)乙同学利用题目中已给的实验器材，在甲同学所设计电路的基础上对实验做了改进，可完全消除系统误差，则乙同学设计的电路图_______________：

Answer 1

【答案】R0 甲 E2 偏小

【解析】

(1)[1]根据题中步骤可知需要通过读数获得具体阻值，才能实现，所以需要选择电阻箱。

[2][3]采用半偏法测量电表内阻，需要选择电动势较大的电源可以减小误差，即；估算电路的总电阻为

可变电阻R应该选择滑动变阻器应选甲。

(2)[4]当开关闭合时，与并联，全电路总电阻减小，干路电流增大，调节使电流表半偏，实际电流表流过的电流为闭合之前的干路电流的一半，现在干路电流增大，所以通过的电流大于通过电流表的电流，小电阻分大电流，所以的阻值小于真实的电流表内阻，所以测量结果偏小。

(3)[5]结合(2)中误差分析可知，测量误差主要来源于电路总电阻改变，干路电流变化，所以只需要在干路上接入电流表A，准确测量干路电流，消除系统误差，准确测量电流表内阻。电路图如图