Question

 (1)甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量范围是0~4V的直流电压表。

①她按图1所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r_g，其中电阻R₀约为1k。为使r_g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用       ，电阻器R₁应选用     ，电阻器R₂应选用         （选填器材前的字母）。

      A.电源（电动势1.5V）             B.电源（电动势6V）

      C.电阻箱(0~999.9)              D.滑动变阻器(0~500)

      E.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）(0~5.1k)

      F.电位器（0~51k）

②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R₂的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：         ,          ,         ,          ,最后记录R₁的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

      A.闭合S₁

      B.闭合S₂

      C.调节R₂的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

      D.调节R₂的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

      E.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

      F.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

③如果所得的R₁的阻值为300.0，则图1中被测电流计G的内阻r_g的测量值为     ，该测量值      实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

④给电流计G        联（选填“串”或“并”）一个阻值为        k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表。

(2)乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表V0、一个电池组E、一个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表G直接与一个定值电阻R相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表V0校准。请你画完图2方框中的校准电路图。

②实验中，当定值电阻R选用17.0k时，调整滑动变阻器R′的阻值，电压表V0的示数是4.0V时，表G的指针恰好指到满量程的五分之二；当R选用7.0k时，调整R′的阻值，电压表V0的示数是2.0V，表G的指针又指到满量程的五分之二。

由此可以判定，表G的内阻r_g是            k，满偏电流I_g是          mA。若要将表G改装为量程是15V的电压表，应配备一个      k的电阻。

 

Answer 1

 (1)①BCF ②BCAE  ③300  略小于  ④串 19.7

解析:①半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻），根据电路的电压为电动势，电路的最大电流为表头的满偏电流，则最小电阻为，或，考虑到保护电阻1kΩ，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29kΩ或6.5kΩ，电路图中R₂是滑动变阻器，不能选D和E，只能选F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小。所以电源选择电动势为6V的B，而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R₁是用来测量表头内阻的电阻箱，只能选C。

②实验步骤：第一步闭合S₂，选B；第二步调节R₂阻值使电流计满偏，选C；第三步闭合S₁，选A；第四步调节R₁阻值使电流计半偏，选E；第五步读出R₁阻值为待测表头的内阻。

③R₁的示数为待测表头的内阻是300.0Ω，闭合S₁后，电路的总电阻减小，当表头半偏时干路上的电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于表头的满偏电流，所以电阻箱的阻值略小于表头的内阻。

④给表头串联一个电阻可以改装为电压表，改装后的电压表的内阻为=

2.0×10⁴Ω=20kΩ，则串联电阻的大小为20kΩ－300Ω=19.7kΩ。

(2)①如图 ②3.0    0.50   27.0

解析:①本实验是对改装电压表进行校准的，将改装电压表和标准电压表并联后要求电压从0至满偏变化，所以滑动变阻器采用分压接法，电路连接如图

②表头的刻度均匀，当指针恰好指到满量程的五分之二时，流过电流表的电流为0.4I_g，根据欧姆定律分别有和，解得：r_g=3.0 kΩ，I_g=0.50mA。

量程为15V的改装电压表的内阻，所以改装时串联的电阻是30 kΩ－3.0kΩ=27 kΩ。