Question

12．实验课上老师布置了两项任务：①测量一个电流计的内电阻，②测量干电池的电动势与内电阻，实验台上准备了如下器材：
A．干电池1节，其电动势约为1.5V，内电阻约为0.3～0.8Ω
B．待测电流计G，量程500μA，内电阻约为200Ω
C．定值电阻R₀=400Ω
D．电压表V：量程300mV，内电阻约为500Ω
E．电流表A：量程为3A，内电阻约为0.5Ω
F．滑动变阻器R₁：最大电阻值为10Ω，额定电流1A
G．开关S一个，导线若干
（1）请设计一个精确测定电流计内电阻的电路
（2）结合电路图中各仪器的读数可得电流计的内电阻r=$\frac{U}{I}-{R_0}$（字母表达式），式中各字母的含义为U为电压表示数，I电流计示数，R₀为定值电阻．
（3）测量干电池的电动势与内电阻时同学发现没有合适的电压表，于是将电流计改装为一个2V的电压表，则电流计应串联一个电阻箱（填“串”或“并”），将其阻值调为3780Ω．（已知在第二步中设已经精确测量出电流计的内阻为r=220Ω）

Answer 1

分析 （1）根据给出的仪表进行分析，明确如何能更精确地进行实验；同时注意电路结构的选择；
（2）根据欧姆定律进行分析，即可求得电流表内阻；
（3）根据电表的改装原理，由串并联电路的规律进行分析求解．

解答 解：（1）由题意可知，电源电压为1.5V，电压表最大量程为0.3V；电流I为500mA；由于滑动变阻器总阻值较小，本实验只能采用分压接法；由于电流表内阻较小，为了准确测量，应将电流表与定值电阻串联后再与电压表并联；原理图如图

（2）由欧姆定律可知：R_A+R₀=$\frac{U}{I}$
解得：R_A=$\frac{U}{I}-{R_0}$；U为电压表示数，I电流计示数，R₀为定值电阻；
（3）根据改装原理可知，要使电流计改装成电压表，应串联一个大电阻；由串联电路规律可得：
2=I（R_A+R）
解得：
R=3780Ω；
故答案为：（1）如图所示；（2）$\frac{U}{I}-{R_0}$（3）串；3780

点评 本题考查电路的设计及电表的改装，要注意重点掌握滑动变阻器的分压接法的选择； 同时注意根据欧姆定律等电学原理进行分析．