题目内容
3.在测量电流表G1的内阻r1实验时,实验室供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);
②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);
③定值电阻R1(10Ω);④定值电阻R2(300Ω);
⑤滑动变阻器R3(0~20Ω);⑥滑动变阻器R4(0~1000Ω);⑦干电池(1.5V); ⑧电键及导线若干.
(1)定值电阻应选R2,滑动变阻器应选R3.(填写器材字母符号)
(2)在如图1所示方框中画出实验原理图.
(3)①实验时,闭合开关,多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1,I2;
②以I1为纵轴,I2为横轴,做出相应图线,如图2所示.
③根据I1-I2图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻r1的表达式r1=${R_2}(\frac{1}{k}-1)$.(用字母符号表示)
分析 待测电流表 A1的示数从零开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,电压表量程偏大,不可以用电压表测量电流表A1的电压,通过电流表A1与定值电阻并联,再与A2串联,测量电压表A1的电压,根据欧姆定律求出电流表A1的内阻.
解答 解:(1)该实验中待测电流表 A1的示数从比较小的数值开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,为了减小测量的误差,滑动变阻器要选择电阻较小的,这样便于调节,所以滑动变阻器选R3;选择电流表A1与电阻值与的A1内电阻比较接近的定值电阻R2并联,再与A2串联,结合欧姆定律得出A1两端的电压.所以需要选择定值电阻R2;
(2)由以上的方向可知,滑动变阻器采用分压式接法,A1与定值电阻R2并联,再与A2串联,所以实验的原理图如图.
(3)根据串并联电路的特点,通过定值电阻的电流保护:
IR=I2-I1
则电流表A1的内阻为:${r}_{1}=\frac{{I}_{R}{R}_{2}}{{I}_{1}}=\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}{R}_{2}$=$(\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}-1){R}_{2}=(\frac{1}{k}-1){R}_{2}$,I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数,R2是定值电阻的电阻大小.
故答案为:(1)R2、R3;(2)如图所示;(3)r1=${R_2}(\frac{1}{k}-1)$
点评 解决本题的关键知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别,以及掌握器材选取的原则,即安全、精确.
练习册系列答案
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