Question

17．一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数、量程、内电阻未知的电流表A_x，为了测量电流表A_x的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：
A．电源（电动势约4V，内电阻忽略不计）
B．待测电流表A_x（量程和内电阻未知）
C．标准电流表A₀（量程0.6A，内电阻未知）
D．电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω）
F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）
G．开关S和导线若干

该同学的实验操作过程为：
①将实验仪器按图1所示电路连接，滑动变阻器R₀应选E（选填仪器前的字母序号）；
②将电阻箱R₁的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表A_x满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A₀的示数；
③移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R₁直至电流表A_x满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A₀的示数；
④重复步骤③3～5次；
⑤该同学记录了各组标准电流表A₀的示数I和电阻箱的阻值R₁的数据，并作出$I-\frac{1}{R_1}$图线；
⑥根据图2图线可以求得电流表A_x的量程为0.3A，内电阻为0.5Ω．将电流表A_x与一个阻值为9.5Ω的电阻串联就可以组成量程为3V的电压表．

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．
⑥根据实验电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象解题．
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值．

解答 解：①为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；
⑥通过电流表的电流：I=I_g+I₁=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}$=I_g+I_gR_g$\frac{1}{{R}_{1}}$，
I-$\frac{1}{{R}_{1}}$图象是截距：b=I_g=0.3A，图象的斜率：k=I_gR_g=$\frac{0.6-0.3}{2.0}$=0.15，
电表内阻：R_g=$\frac{k}{{I}_{g}}$=$\frac{0.15}{0.3}$=0.5Ω；
把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.3}$-0.5=9.5Ω；
故答案为：①E；⑥0.3；0.5；9.5．

点评 本题考查了实验器材的选择、求电表内阻与量程、电压表的改装问题，要掌握实验器材的选择原则，根据电路图应用并联电路特点与欧姆定律求出图象的函数表达式是解题的关键．