Question

在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材：
①电流表（量程2mA，内阻约几十欧）
②滑动变阻器（阻值范围0～50Ω，额定电流1.5A）
③电阻箱（阻值范围0～999Ω）
④电阻箱（阻值范围0～9999Ω）
⑤电源（电动势2V，有内阻）
⑥电源（电动势6V，有内阻）
另外有开关和导线若干．
（1）如果采用如图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上备用器材中，R₁应选用______，R₂应选用______，电源应选用______（用所给器材的代号填写）
（2）实验时要进行的步骤有
A、合上S₁
B、合上S₂
C、将R₁的阻值调到最大
D、调节R₁的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
E、调节R₂的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半
F、记下R₂的阻值
G、按图所示的电路图连接好电路
以上步骤的合理顺序是______．
（3）若步骤F中记录的R₂阻值为100Ω，则被测电流表的内阻r_g的测量值为______Ω．
（4）电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是R测______R真：（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

【答案】分析：选择器材合适的量程的前提是透彻理解半偏法测量电阻的原理，改装电压表的参照电表改装原理的知识即可．
解答：解：首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理：
如图，设电源的电动势为E，内阻为r，S₂打开时，设电流表满偏电流I_g=，实验要求R＞＞R_g，R＞＞r，这样才有I_g≈，当S₂闭合时，R′和R_g并联，并联后总阻值R_并＜R_g＜＜R，这样才有S₂闭合后，电路中总电流几乎不变，仍然近似等于，调节R′使电流表半偏为，所以流过R′的电流也为，所以R′=R_g．
（1）从上述原理可知，S₂打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R＞＞R_g．故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②R尽可能大．所以R选用大量程的电阻箱D，R′选用量程跟电流表内阻差不多的即可，选C，电源选用电动势较大的F．
（2）根据半偏法测量原理，则操作步骤为：按图所示的电路图连接好电路；将R₁的阻值调到最大；合上S₁；调节R₁的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；合上S₂；调节R₂的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下R₂的阻值．
实验步骤的合理顺序是GCADBEF
（3）由上分析可知，当F中记录的R₂阻值为100Ω，则被测电流表的内阻r_g的测量值也为100Ω；
（4）当S₂闭合时，R′和R_g并联，并联后总阻值R_并＜R_g，而电阻R不变，所以S₂闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大，即电流大于I_g，而此时电流表支路的电流等于，那么R′支路的电流要大于，那么其电阻肯定要小于R_g．所以，用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小．
故答案为：（1）④；③；⑥
（2）GCADBEF
（3）100
（4）＜
点评：本题考查半偏法测电流表内阻的原理和电压表的改装原理以及改装表的校对，难点是对半偏法测电流表内阻原理的解释．