Question

7．电学实验中除偶然误差外，还有系统误差，现要测定某表头G的内阻（可把它等效为理想电流表与电阻的串联），某学生测量表头G内阻r的电路如图所示，供选择的仪器如下：
待测表头G（I_g=5mA，r_g约300Ω）；
电压表V₁（0～20mA，内阻约1kΩ）；
电压表V₂（0～1.5V，内阻约5kΩ）；
电阻箱R（0～999.9Ω）；
滑动变阻器R₁（0～20Ω）；
干电池（1.5V）；
开关K₁和单刀双掷开关K₂及导线若干．
（1）电压表应选V₂；
（2）测量时，先闭合K₁，K₂扳至1端，调节滑动变阻器，使待测表头指针指示某刻度稳定，电压表指针指在某一刻度值U；
（3）然后保持R₁滑动头位置不变，断开K₁，将电阻箱的阻值置于零值，K₂扳至2端后，再闭合K₁，逐渐调节电阻箱的阻值，使电压表指针仍在原来的刻度值U；
（4）读出电阻箱指示的阻值R，则表头的内阻r_g=R；
（5）若用待测表头改装成量程为U₀的电压表，所需串联的电阻阻值为R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；．

Answer 1

分析 （1）根据给出的电源根据安全和准确性原则可以选择电压表；
（3、4）根据题意及步骤分析可知，本实验采用等效替代法，根据原理及实验安全和准确性要求进行分析即可明确实验方法及表头的内阻；
（5）根据电表的改装原理再利用串并联电路的规律可求得所需串联的电阻．

解答 解：（1）因电源为1.5V，故电压表应选择V₂；
（3）因本实验采用的是等效替代法，故应K₂扳至2端后，再闭合K₁，逐渐调节电阻箱的阻值，使电压表指针仍在原来的刻度值U；
（4）因电路其他部分没变，故可知，表头的内阻与电阻箱示数相等，故为R；
（5）要改装成量程为U₀的电压表，应串联一个大电阻，使串联后的总电压等于U₀，由串并联电路规律可知：R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；
故答案为：（1）V₂；
（3）仍在原来的刻度值U；
（4）R；
（5）$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R

点评 本题考查伏安法测量内阻，为探究性实验，在解答时一定要先通过步骤明确实验原理，明确实验要求才能准确求解；同时注意电表的改装原理，明确串联电路规律的应用．