Question

20．实际电流表都有内阻，为了测量电流表G₁的内阻r_g，提供的器材如下：
①待测电流表G₁（0-5mA，内阻约300Ω）
②电流表G₂（0-15mA，内阻约100Ω）
③定值电阻R₁（R₁=150Ω）
④滑动变阻器R₂（0-20Ω）
⑤电源（电动势3V）
⑥电键S及导线若干
（1）为了使测量结果尽量精确，设计并在虚线框中画出实验的电路图．
（2）对照所画电路图连接如图所示实物图．
（3）闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G₁和G₂的读数I₁和I₂；则待测电流表的内阻可表示为r_g=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$．

Answer 1

分析 （1、2）根据“半偏法”的方法设计测量电路，再根据变阻器的阻值较小可知变阻器应采用分压式接法，画出电路图，从而连接实物图；
（3）根据欧姆定律列式求解．

解答 解：（1）本题应采用类似“半偏法”的方法测量，由于变阻器的阻值都小于待测电流表的电阻，所以变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：
（2）实物图如图所示
（2）根据欧姆定律应有${I}_{2}={I}_{1}+\frac{{I}_{1}{r}_{g}}{{R}_{1}}$
解得：${r}_{g}=\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$
故答案为：（1）如图所示；（2）如图所示；（3）$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）}{{I}_{1}}{R}_{1}$

点评 应明确“半偏法”的实验电路中，有两种典型电路模型，一种是当变阻器的阻值远大于待测电表的内阻时，变阻器应采用限流式接法，以保持干路的电流不变；一种是当变阻器的电阻很小时，变阻器应采用分压式接法，以保持变阻器的输出电压不变；