Question

图5-2-8所示是教材中测定电流表内电阻实验的电路图.电流表的内电阻约在100 Ω左右，满偏电流为500 μA,用电池作电源.

图5-2-8

(1)实验室中配有的可变电阻为

A.电阻箱，阻值范围为0—10 Ω              B.电阻箱，阻值范围为0—9 999 Ω

C.电位器，阻值范围为0—200 Ω            D.电位器，阻值范围为0—20 kΩ

在上述配有的可变电阻中，电路图中的R应选用___________，R′应选用_________.(填写字母代号)

(2)某学生进行的实验步骤如下：

①先将R的阻值调到最大，合上S₁，调节R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度;

②合上S₂，调节R′和R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半;

③记下R′的阻值.

指出上述实验步骤中有什么错误.

答：________________________________________________________________.

(3)如果按正确实验步骤测得R′的值为100 Ω，已知电流表的满偏电流为500 μA，现在要把它改装成量程为2 V的电压表，则应串联的分压电阻为_________Ω.

(4)以下四种说法中正确的是(    )

A.上述电流表内电阻的测得值比其真实值小，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压小

B.上述电流表内电阻的测得值比其真实值大，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压小

C.上述电流表内电阻的测得值比其真实值小，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压大

D.上述电流表内电阻的测得值比其真实值大，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压大

Answer 1

解析：(1)正确选项是D  B

若电源电压为1.5 V，由电流表的满偏电流为500 μA，可估算回路中的限流电阻至少应为 kΩ=3 kΩ，故R不能选阻值范围为0—200 Ω的电位器，因为这样即使电位器阻值调到最大，通过电流表的电流仍将超过满偏电流,这是不允许的.而选阻值为0—20 kΩ的电位器是符合要求的.

    R′是要读数的，所以必须用电阻箱，而且应选阻值范围为0—9 999 Ω的电阻箱.这是因为已知电流表的内阻在100 Ω左右，而R′的选值按原理应和此值相等，所以只能选B而不能选A.

(2)合上S₂后，不应再调节R的阻值

    因为用此法测电流表的内阻时，从原理上讲，就要求合上电键S₂后，流过R的电流(即干路中电流)与原来的差别越小越好，所以要R比R′大很多，这样调节R′时对干路中电流影响不大，仍认为等于原来的满偏电流.现在如果再去调节R，那就犯了原理性的错误了.

(3)3 900

    令R为串联的电阻，由欧姆定律可知U=I(R+R′)

    已知当I=500 μA时，U=2 V，R′=100 Ω，由此可算出R=3 900 Ω.

(4)正确选项是A.

    在测量电路中，当并联上R′后，即使R比R′大很多，整个电路的电阻也总要下降一些，从而干路中的电流比原来也增大了一点.这时流过电流表的电流调到原来的一半，因而流过R′的电流就比浀过电流表的要多一点.但它们两端的电压是相同的(并联)，因此可断定R′的阻值比电流表的内阻小一些.所以选项B、D是错误的.

    既然R′比电流表内阻的真实值小，所以当以测得值代替电流表内阻的真实值来把电流表改装成电压表时，根据计算选取的分压电阻值将偏大.接入电路后,电流表指针偏角将比真实值的情况减小,即读数比电压表两端的实际电压小.所以选项A是正确的，而选项C是错误的.

答案：（1）B、D  （2）略  （3）3 900  （4）A