题目内容
【题目】现有一块59C2型的小量程电流表G(表头),满偏电流为50μA,内阻约为800~850Ω,把它改装成1mA、10mA的两量程电流表,可供选择的器材有:
滑动变阻器R1,最大阻值20Ω;滑动变阻器R2,最大阻值100kΩ;
电阻箱R′,最大阻值9999Ω;定值电阻R0,阻值1kΩ;
电池E1,电动势1.5V;电池E2,电动势3V;电池E3,电动势4.5V;(所有电池内阻不计),标准电流表A,满偏电流1.5mA;单刀单掷开关S1和S2;单刀双掷开关S3;电阻丝及导线若干.
(1)采用如图(甲)所示电路测量表头的内阻,为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为__________________,选用的电池为_______________.
甲 乙 丙
(2)将G改装成两量程电流表,现有两种备选电路,如图(乙)、(丙)所示.图_________为合理电路,另一电路不合理的理由是______________________.
(3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对(仅核对1mA量程),画出所用电路图,图中待核对的电流表符号用 A′来表示___________.
【答案】(1)R2. E3 (2)图(乙) 因为图(丙)电路在通电状态下,更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端,以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏. (3)如图:
【解析】
(1)首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理:如图,设电源的电动势为E,内阻为r,S1打开时,设电流表满偏电流 ,实验要求R>>Rg,R>>r,这样才有 ,当S1闭合时,R′和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg<<R,这样才有S1闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于,调节R′使电流表半偏为,所以流过R′的电流也为,所以R′=Rg.从上述原理可知,S1打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R>>Rg.故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R尽可能大.所以滑动变阻器选量程较大的R2,电池选用电动势较大的E3.
(2)图(乙)所示的电路较合理,因为图(丙)电路在通电状态下,更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端,以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏.
(3)核对电路如图所示.为使改装后的电流表与标准表在0~1mA之间逐格核对,应选用分压电路.由于A和A′满偏电流和满偏电压都很小,为使滑动变阻器便于调节,即有较大的调节范围,滑动变阻器应选用R1,电池应选用E1,且在电流表所在的支路上串联定值电阻R0,起保护作用.