Question

10．为了测定电流表A₁的内阻，某同学采用如图1所示的实验电路．其中：
A₁是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；
A₂是标准电流表，量程是200μA；
A₁是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；
A₂是滑动变阻器；
A₃是保护电阻；
E是电池组，电动势为6V，内阻不计；
S₁是单刀单掷开关，S₂是单刀双掷开关．
（1）实验中滑动变阻器采用限流接法（填“分压”或“限流”）．
（2）请将该同学的操作补充完整：
①连接好电路，将滑动变阻器R₂的滑片移到最左端（填“左端”或“右端”）；将开关S₂扳到接点a处，接通开关S₁；调整滑动变阻器R₂，使电流表A₂的示数是150μA．
②将开关S₂扳到接点b处，保持R₂不变，调节电阻箱R₁，使电流表A₂的示数仍是150μA．③若此时电阻箱各旋钮的位置如图2所示，则待测电流表A₁的内阻R_g=86.3Ω．
（3）上述实验中，无论怎样调整滑变阻器R₂的滑动位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R₃应选用B．（填写阻值前相应的字母）
A.300kΩ  B.30kΩ  C.15kΩ  D.150kΩ

Answer 1

分析 （1）由实物图可知，电路采用限流法，开关为单刀双掷开关，则可得出原理图；
（2）根据电路连接的要求及实验的原理可以知道滑片的位置及需要做的工作；电阻箱的阻值与Rg相等，读出示数即为待测值；
（3）要保证安全应使电流不超过两电流表的量程，则可得出电阻值．

解答 解：（1）①该实验采用了“半偏法”测电流表的内阻，由实物图可知该电路为限流接法．
②根据实物图可知其原理图如下所示：

（2）①为了保护仪器，以防电流过大被烧坏，闭合开关之前，应使滑动变阻器的阻值最大，即应该使滑片在最左端；
②本实验使用替代法测量电流表的内阻，因此开关a和接b时的电流表读数应该相同，开关接b时，需调节电阻箱R₁．
③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻，读数为86.3Ω．
（3）当滑动变阻器R₂的阻值为零时，电路中的电流不能超过两个电流表的量程，即I=$\frac{E}{{R}_{3}}$≤200×10^-6A，解得R₃≥20 kΩ．
故答案为：（1）限流；（2）①左端；②保持R₂不变，调节电阻箱R₁；③86.3；（3）B．

点评 分析实验题一定要把握好实验的原理，即“半偏法”测电流表内阻的原理，由原理可得出实验的步骤及数据处理的方法．