Question

14．某同学设计了如图所示的电路进行电表改装及校对．
（1）已知小量程电流表G满偏电流I_g=300μA，改表前，需要先测量其内阻，实验操作如下：
如图甲所示，先闭合开关S₁，断开开关S₂，调节滑动变阻器R使电流表G满偏，保持R滑片位置不变，闭合开关S₂，调节电阻箱R₁使电流表半偏，此时R₁的读数为50Ω，则电流表G的内阻为50Ω．
（2）若要将电流表G改装为量程3V的电压表，则需要串联的钉子电阻的阻值应为9950Ω．
（3）如图乙所示，将表盘换为对应电压后，与一标准电压表并联进行校对，在校对过程中发现，改装后的电压表读数总是小于（填“大于”或“小于”）标准电压表读数．若要让两表示数一致，应减小（填“增大”或“减小”）R₂的阻值．

Answer 1

分析 （1）应用半偏法测电流表内阻，电流表内阻等于并联电阻箱阻值．
（2）应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值．
（3）根据串并联电路特点与欧姆定律分析实验误差，提出纠正措施．

解答 解：（1）电流表G与电阻箱并联，流过G的电流变为原来的一半，则流过电阻箱与电流表的电流相等，它们并联，它们两端电压相等，则电流表内阻等于电阻箱阻值，则电流表G的内阻为50Ω．
（2）把电流表改装成3V的电压表需要串联电阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{300×1{0}^{-6}}$-50=9950Ω．
（3）半偏法测电流表内阻时闭合开关S₂后整个电路电阻变小，电路电流变大，电流表半偏时流过电阻箱的电流大于电流表满偏电流的一半，电阻箱阻值小于电流表内阻，即电流表内阻测量值偏小，把电流表改装成电压表串联电阻阻值阻值偏大，改装后电压表内阻偏大，在校对过程中改装后的电压表读数总是小于标准电压表读数．若要让两表示数一致，应减小R₂的阻值．
故答案为：（1）50；（2）9950；（3）小于；减小．

点评 本题考查了测电流表内阻、电压表改装等问题，理解半偏法测电流表内阻的原理是正确解题的前提与关键，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题．