Question

3．一电流表的内阻R_g约在1kΩ～2kΩ之间，现要测量它的内阻，提供的器材有：
待测电流表（量程250μA）；
电源E（1.5V，内阻0.6Ω）
电阻箱R_A（0～9999Ω）；
滑动变阻器R₁（0～20Ω，1A）；
滑动变阻器R₂（0～250Ω，0.6A）；
滑动变阻器R₃（（0～1kΩ，0.3A）；
标准电流表G₁（量程10μA）；
标准电流表G₂（量程250μA）；
单刀单掷开关S₁，单刀单掷开关S₂及若干导线．
某同学的实验过程如下：
Ⅰ．设计如图所示的电路图，正确连接电路；
Ⅱ．闭合开关S₁，将S₂接在1端，调节滑动变阻器的滑片P于某一位置，使表达列满刻度I_g；
Ⅲ．闭合开关S₁，将S₂接在2端，调节电阻箱阻值，使表电流仍为I_g，记下电阻箱的阻值R．
回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用R₁，标准电流表应选用G₂．
（2）测量前应将滑动变阻器的滑片P调到a（填“a”或“b”），电阻箱R_A的阻值调至最大（填“最大”或“最小”）．
（3）仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的电流表的内阻的测量值与其真实值相比相等（填“偏大”“偏小”或“相等”）．
（4）若要将电流表的量程扩大为I，结合前述实验过程中测量的结果写出须在上并联的分流电阻R_x的表达式为R_x=$\frac{{I}_{g}R}{I-{I}_{g}}$（用I、I_g、R表示）

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，标准电流表的量程应大于等于待测电流表量程．
（2）滑动变阻器采用分压接法时，在闭合开关前滑片要置于阻值最大处；为保护电路安全，闭合开关前电阻箱阻值应调到阻值最大处．
（3）根据实验原理与实验步骤分析答题．
（4）扩大电流表量程需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．

解答 解：（1）由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R₁，待测电流表量程为250μA，标准电流表应选择G₂．
（2）为保护电路安全，测量前应将滑动变阻器的滑片P调到a，电阻箱R_A的阻值调至最大．
（3）实验应用了等效代替法，两种情况下通过电路电流相等、电路两端电压相等，则电流表内阻测量值等于其
真实值．
（4）电流表量程扩大为I，并联电阻阻值：R_x=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{g}R}{I-{I}_{g}}$；
故答案为：（1）R₁；G₂；（2）a；最大；（3）相等；（4）$\frac{{I}_{g}R}{I-{I}_{g}}$．

点评 本题考查了实验器材的选择、实验注意事项、实验误差分析、求并联电阻阻值；分析清楚实验电路图与实验步骤、知道实验原理是解题的关键；要掌握实验器材的选择原则．