Question

在“把电流表改装成电压表”的实验中，给出的器材有：

A．电流表（量程为300μA，内阻约为500Ω）

B．标准电压表（量程为3V）

C．电阻箱（0～9999.9Ω）

D．滑动变阻器（0～200Ω）

E．电位器（0～47kΩ，电位器相当于滑动变阻器）

F．电源（电动势为2V，有内阻）

G．电源（电动势为6V，有内阻）

H．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．闭合开关S₁；

B．闭合开关S₂；

C．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的最终阻值。

把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在横线上：______________________。

（3）如果在步骤F中所得的R₂的阻值为500Ω，则图中被测电流表的内阻Rg的测量值为_________Ω，该测量值比实际值略__________（选填“大”、“小”)。

（4）如果要将图中的电流表改装成量程为3V的电压表，则改装的方法是电流表应_________联一个阻值为_________Ω的电阻。

（5）按上述方法将电流表与电阻箱改装成一电压表。

现要对此电压表进行校准，所用的电路原理如图所示，用量程为3V,内阻为2500Ω的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器。

（6）校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应靠近____(选填“左”或“右”)端。

（7）在校准的过程中，发现新改装的电压表比标准电压表的读数略小，则应适当____（选填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。

Answer

E C G CADBEF 500 小 串 9500 50 左 减小

【解析】（1）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，设电流表满偏电流为：Ig=，实验要求R1＞＞Rg，R1＞＞r，这样才有Ig≈，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Ig，所以流过R2的电流也为Ig，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E，R2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G。

（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CADBEF。

（3）由上分析可知，当F中记录的R2阻值为500Ω，则被测电流表的内阻rg的测量值也为500Ω；当S2闭合时，R2和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg，而电阻R1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Ig，那么R2支路的电流要大于Ig，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）如果要将图中的电流表 改装成量程为3V的电压表，则改装的方法是电流表应串联一个阻值为的电阻。

（5）为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值较小的阻值为50Ω的滑动变阻器。

（6）校准开始时，要使得电表上的电压从零开始，则在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近左端。

（7）在校准的过程中，发现新改装的电压表比标准电压表的读数略小，说明电流表A的分压过小，则应适当减小电阻箱的阻值。