Question

19．在把电流表改装为电压表的实验中，提供的器材有
①电流表（量程0～100μA，内阻几百欧），
②标准电压表（量程0～3V），
③电阻箱（0～9 999Ω），
④电阻箱（0～99 999Ω），
⑤滑动变阻器（0～50Ω，额定电流1.5A），
⑥电源（电动势6V，有内阻），
⑦电源（电动势2V，无内阻），
⑧开关两只，导线若干．

（1）该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻．如果采用如图1所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R₁应选用④，可变电阻R₂应选用③，电源应选用⑥，（填器材前的序号）．
（2）如果测得电流表A的内阻为500Ω要把它改装为量程为0～3V的电压表，则改装的方法是给电流表串联一个阻值为29500Ω的电阻．
（3）如图2所示的是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电源的电动势为E=1.5V．经改装后，若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为“0”，则在2mA处应标250Ω，0.5mA处应标2500Ω．

Answer 1

分析 （1）本实验通过半偏法测量电流表G的内阻，抓住整个电路电流要基本保持不变，确定选择的器材．
（2）改装成电压表要串联电阻，阻值为R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g．
（3）先根据闭合电路的欧姆定律求内电阻，再分别求不同电流时所对应的总电阻，用总电阻减去内阻即是外接电阻的值，即欧姆表的示数．

解答 解：（1）利用半偏法测量电流表G的内阻，要保证总电流基本不变，则R₁的阻值远大于R₂的阻值，电动势选择大一些的．故可变电阻R₁应该选择④；可变电阻R₂应该选择③；电源E应该选择⑥．
（2）改装成电压表要串联的阻值为：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{100×1{0}^{-6}}$-500=29500Ω；
（3）改装后欧姆表的内阻为R_内=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5}{0.003}$=500Ω，
2mA刻度处标R′=$\frac{E}{I′}$-R_内=$\frac{1.5}{0.002}$-500=250Ω，
0.5mA刻度处标：R″=$\frac{E}{I″}$-R_内=$\frac{1.5}{0.0005}$-500=2500Ω．
故答案为：（1）④；③；⑥；（2）29500；（3）250；2500．

点评 掌握半偏法测量内阻的原理和误差分析．改装成电压表要串联电阻分压，电阻值等于量程除以满偏电流减去原内阻．