Question

16．某同学欲将电流表改装成电压表，需要测量电流表的内阻，可供选择的实验器材有：
A．待测电流表G₁；  
B．一个标准电流表G₂（G₂的量程大于G′的量程）：
C．电阻箱R′；
D．滑动变阻器R；  
E．电池组、导线、开关．

采用如图1所示的电路测定电流表内阻时，该同学的实验步骤为：
①按电路图接好电路，将滑动变阻器R调至最大；
②闭合S₁，断开S₂，调节滑动变阻器R，使电流表G₁表头指针满偏；
③再闭合S₂，保持滑动变阻器R不变，调节电阻箱R′，使表头指针半偏．读出此时电阻箱R′的示数，则电流表内阻可看做此示数．
（1）用上述方法得到的电流到G₁内阻的测量值与真实值相比偏小．
（2）为了使涮量更准确，请你利用上述实验器材重新设计实验，从设计原理上看可以消除上述实验中的系统误差，请你在给定图2中完成实验电路图．
（3）使用重新设计的实验电路的测量数据，写出电流表G₁内阻表达式R_g=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．说明各测量值的意义I₁为G₁的电流表示数，I₂为G₂的电流表示数，R’为电阻箱电阻．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，根据实验原理分析实验中的误差；
（2）根据误差原理，明确解决方法，从而得出正确实验原理图；
（3）明确实验原理，根据欧姆定律及串并联关系可求得内阻的测量表达式．

解答 解：（1）本实验采用的是半偏法测量内阻，但在并联电阻箱时，总电阻发生减小；则总电流偏大，故使电流表达半偏时，所并联的电阻应比真实电阻偏小；   
（2）为了减小误差，应保证干路电流保持不为；故可以在干路中接入电流表2，接入R'后调节R使电流表G2达满偏即可；故正确原理图如图所示；
（3）I₁为G₁的电流表示数，I₂为G₂的电流表示数，R′为电阻箱电阻；
由串并联电路规律可知R=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$； 
故答案为：（1）偏小；（2）如图所示；（3）$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．I₁为G₁的电流表示数，I₂为G₂的电流表示数，R′为电阻箱电阻

点评 本题考查半偏法的正确应用，要注意明确实验原理，通过原理结合电学中的物理规律分析数据并能进行正确的受力分析．