题目内容

11.实验室备有以下实验器材:
A.一个已校准的电流表A(量程lmA,内阻约几百欧)
B.一个标准电压表V(量程3V)
C.一个电源E(电动势约为4V)
D.一个电阻箱R1(阻值范围:0~9 999Q)
E.一个滑动变阻器R2(阻值范围:0~50Ω)
F.一个单刀单掷开关S、另有导线若干
( I)现要先测出电流表A的内阻,然后将其改装成量程也为3V的电压表,最后利用上述标准电压表V对改装成的电压表进行校对,则标准电压表与改装的电压表并联.(串联或并联)
(Ⅱ)若要求只设计一个电路,既可以较精确地测量A表的内阻,又能对改装的电压表进行校对.
①请在虚线框中画出你设计的实验电路图.
②若在测A表内阻的实验中,调节电阻箱R1,使其接人电路中的电阻为R时,读出A表和V表的示数分别为I和U,则电流表内阻的大小表达式为RA=$\frac{U}{I}$-R.(用I、U和R表示)
③将A表改装成量程为3V的电压表后,在进行校对时,发现改装后的电压表的读数总比标准电压表的读数小,这可能是因为电流表A的内阻测量值比实际值小,(填“大”,或“小”),应适当调节电阻箱使其接人的电阻值减小.(填“增大”或“减小”)

分析 测量内阻电路,把电流表与电阻箱串联,电压表与该串联电路并联,则可由电压表读出二者总电压,由电流表读出电流值,可求得电流表与电阻箱的总阻值,从而求得电流表的内阻;由欧姆定律求得R的表达式;电压表的示数偏小,则所串联的电阻阻值R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg太大,则电流表内阻测量值偏小,应减小电阻箱的阻值.

解答 解:(I)实验电路设计:把电流表与电阻箱串联,再与电压表并联.
(II)①将电流表A与电阻箱串联后,再与标准电压表并联,最后将滑动变阻器R2,以分压式接入电路,如图所示;
②电流表与电阻箱的总电阻为:$\frac{U}{I}$,则电流表的内阻为:RA=$\frac{U}{I}$-R.
③电压表的示数偏小,则所串联的电阻阻值R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg太大,则电流表内阻测量值偏小.要纠正则应减小电阻箱的阻值.
故答案为:( I)并联;(Ⅱ)①电路图如图所示;②RA=$\frac{U}{I}$-R;③小;减小.

点评 本题考查了电路设计、求电流表内阻、实验误差分析等问题;知道实验原理是解题的前提与关键,应用串并联电路特点与欧姆定律可以解题;校准改装电压表电压要从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法.

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