Question

在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中，给出的器材有：

A．电流表（量程为600A，内阻约为190Ω）

B．电阻箱（0〜999.9Ω）

C．滑动变阻器（0〜4kΩ）

D．电位器（0〜20kΩ，电位器相当于滑动变阻器）

E．电源（电动势为1.5V，有内阻）

F．电源（电动势为7.5V，有内阻）

G．开关两个，导线若干

(1)首先要用“半偏法”测定电流表的内阻。如果采用如图1所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么以上给出的器材中，电阻R₁应选用_____，电阻R₂应选用____，电源应选用_____。（填写所选仪器前的字母即可）

(2)该实验操作的步骤有：

A．闭合S₁

B．闭合S₂

C．观察R₁的阻值是否最大，如果不是，将R₁的阻值调至最大

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。

(3)如果在步骤F中所得的R₂的阻值为200Ω，则图1中被测电流表的内阻R_g的测量值为_______Ω，若仅考虑系统误差，则测量值比实际值略______（选填“大”、“小”）。

(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表，其内部结构如图2所示，选用电动势为1.5V的电源，则R₃应选用______（填写所选仪器前的字母即可）

(5)电流表改装成欧姆表后，如图3所示，电流表的指针分别指向0、300、600刻度线对应的电阻值大小分别是______；______；______。

Answer

D B F CADBEF 200 小 C ∞ 2.5×103Ω 0

【解析】

(1)首先分析半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理：如图所示，设电源的电动势为E，内阻为r，S2打开时，

设电流表满偏电流为：，实验要求R1＞＞Rg，R1＞＞r，这样才有，当S2闭合时，R2和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg＜＜R1，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R2使电流表半偏为，所以流过R2的电流也为，所以R2=Rg． 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R1＞＞Rg．故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②R1尽可能大．所以R1选用大量程的D(20kΩ)，R2选用量程跟电流表内阻差不多的电阻箱即可选B(999.9Ω)，电源选用电动势较大的F(7.5V)．

(2)半偏法测量电流表内阻的步骤是：①C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大；②A．合上S1；③D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；④B．合上S2；⑤E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；⑥F．记下R2的阻值,故正确的顺序是CADBEF.

(3)由上分析可知，当F中记录的R2阻值为200Ω，则被测电流表的内阻rg的测量值也为200Ω；当S2闭合时，R′和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg，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Ig，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Rg．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．

(4)将欧姆表的红黑表笔短接时要求指针满偏，根据全电路的欧姆定律可知，即。解得，故需要选滑动变阻器C(4kΩ).

(5)经过改装后的欧姆表总内阻，根据全电路的欧姆定律可知，故当指针指左侧零时代表I=0，则；当指针指到300时，代表，可得；当指针指到600时，代表，.