题目内容
【题目】某实验小组要把一块电流表改装成电压表,遇到了两个问题:一是该电流表的表盘没有标注刻度数,但刻度均匀,总格数为N;二是内阻未知。通过对类似规格的电流表的参数比对,得到该电流表的满偏电流约700~800,内阻约100
)。该组同学利用以下器材,通过下列三个步骤,完成了电压表的改装工作。
A.待测电流表G
B.电流表A:量程0.6A,内阻约为0.1
C.电压表V:量程3V,内阻RV=3k
D.电阻箱R2:最大阻值999.9
E.滑动变阻器R1:最大阻值5k,额定电流0.1A
F. 滑动变阻器R3:最大阻值5,额定电流0.5A
G.电源:电动势3V,内阻约为1.5
H.开关两个S1、S2
(1)步骤一:测定电流表的内阻。设计了上图所示实验电路,请分析并补全以下操作:
①将R1的滑动端拨至_______端;(填“a”或“b”)
②仅闭合S1,调节R1,使电流表的指针偏转N个格;
③仅调节_______,使电流表的指针偏转个格;
④记录_____________________,则电流表的内阻为_______。
(2)步骤二:
①测定该电流变的满偏电流。除电源和开关外,还需要的器材是____________;(填器材前面的字母序号)
②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________;
③若在上图实验中,待测电流表指针偏转了n个格,还需要记录的测量值及相应符号为_____________,电流表的满偏电流为________,将此电流表改装为一个量程为U0的电压表需要 ______(填“串联”或“并联”)一个定值电阻Rx,Rx=__________。(用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示)
【答案】b R2 R2的阻值 R2 CE 电压表读数U
串联
【解析】
(1)将滑动变阻器拨至b端在将电路接通,电路中的电流最小,具有保护电路的作用;
(2)闭合S2以后,因接入的滑动变阻器的阻值很大,因此在不改变滑动变阻器的情况下电路的干路电流不变,因两块表并联,此时调节R2的阻值使电流表的示数偏转格,则可认为R2中的电流和待测电表的电流相同,则电阻R2的阻值和电流表的阻值相同,因此要记录R2的阻值;
(3)电流表的电流校准需要将一块标准的电流表和待测电流表串联,但是电流表A的量程和待测电流表相比过大,无法进行测量,但是电压表的内阻已知,故可以用电压表和待测电流表串联进行校准,且滑动变阻器R2的阻值过小,将R2和电压表串联在一起进行调节示数变化不明显,因此滑动变阻器需要选R1,需要的器材为CE,电路图如下:
(4)因电压表和电流变串联,因此当偏转N格时电流表的电流为,又因电流表示数分布均匀,因此电流表的满偏电流为
;
(5)电流表改为电压表需要串联电阻,串联后的量程为,且电流变的内阻为R2由欧姆定律有
,解得
。