Question

3．回答下列问题：
（1）如图1所示是一个多用电表的简化电路，已知表头G的内阻Rg为100Ω，满偏电流为1mA，定值电阻R₁=$\frac{100}{19}$（Ω）、R₂=15（Ω）．当oa与外电路连通，多用电表的量程为20mA； ob与外电路连通，多用电表的量程为0.4V．

（2）如图2所示，当图1中的o、b点分别与图2中的c、d点相接，可以测量电源的电动势和内电阻（已知E≈2.0V、r≈2.0Ω，变阻箱R的总电阻99.9Ω）．则：定值电阻R₃ 应选B
A．20Ω          B．80Ω          C．280Ω          D．1000Ω
（3）如图3所示，当图1中的o点与图3中的e点相接，可以测量另一电源的电动势和内电阻（已知E≈15V、r≈45Ω，变阻箱R总电阻999.9Ω）．则：图1中的a点与图3中的f 点相接；定值电阻R₄在以下四个电阻中应选C
A．50Ω          B．100Ω         C．700Ω          D．2500Ω

Answer 1

分析 （1）明确电表的改装原理，根据串并联电路的基本规律进行分析，从而明确对应的电表量程；
（2）由图可知，应采用伏安法测量电动势和内电阻，因此根据改装原理进行分析，从而明确定值电阻的阻值；
（3）由图可知，本实验采用电流表与电阻箱串联的方式进行测量，根据实验安全的要求明确电路中电流的最大值，根据欧姆定律即可求得保护电阻的大小．

解答 解：（1）当oa与外电路连通，此时表头与电阻R₁并联，则可知，表头两端的电压不变，但流过并联部分的电流增大，故改装为电流表；
量程I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}$=1mA+$\frac{1×100}{\frac{100}{19}}$mA=20mA；
若ob与外电路连通，则改装后量程20mA的电流表与R2串联，总电压增大，改装为电压表，此时电压表的量程为U=U_g+IR₂=I_gR_g+IR₂=100×1×10^-3+20×10^-3×15=0.4V；
（2）要将量程为0.4V的电压表与定值电阻串联来测量约为2V的电压，应让R₃分压约为U’=2-0.4=1.6V，故串联电阻R₃=$\frac{U′}{I}$=$\frac{1.6}{20×1{0}^{-3}}$=80Ω；故选B；
（3）由图可知，电表串联在电路中，故应采用电流表进行测量，故应将a与f点相连；为了安全测量，电路中电流不能超过电流表量程，则总电阻最小值约为：
R_min=$\frac{15}{20×1{0}^{-3}}$=750Ω，则定值电阻R₄在约为750-45=705Ω；故选：C；
故答案为：（1）20mA；0.4V；（2）B（3）a；C．

点评 本题考查电表的改装以及测量电动势和内电阻的实验方法，要注意明确改装原理，明确测量电动势和内电阻时可以采用伏安法、伏阻法以及安阻法，要明确各种测量方法的基本原理．