Question

磁電式電壓表是用電流表經(jīng)過改裝而成的，現(xiàn)有一滿偏電流I_x=300μA，內(nèi)阻未知的電流表，要將它改裝成電壓表．如圖（a）（b）（c）所示．

（1）在采用圖（a）所示電路測定表頭內(nèi)阻時，要求R₁電阻

遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于

R₂電阻，部分實驗步驟為：①按電路圖接好電路，將R₁調(diào)至最大；②斷開S₂，閉合S₁，調(diào)節(jié)R₁，使表頭指針

滿偏

；③閉合S₂，調(diào)節(jié)R₁，使表頭指針

半偏

，此過程中R₂

不變

．
（2）使電流表指針半偏時，電阻箱R₁的示數(shù)如圖（b）所示，則電流表內(nèi)阻r_x=

180

Ω．要將上述電流表改裝成量程為6.0V的電壓表，應(yīng)給該表頭串聯(lián)一個阻值為

19.82

kΩ的電阻．
（3）按圖（a）所示的電路，將圖（c）中的器材連成實驗電路．
（4）畫出改裝后電壓表的校對電路圖．

Answer 1

分析：（1）由電路圖知本題采用半偏法測電流表內(nèi)阻，其實驗原理是認(rèn)為S₂閉合前后干路的電流近似不變，從而分析需滿足的條件；
（2）電阻箱的讀數(shù)是從最大的數(shù)開始讀，由對應(yīng)的數(shù)字乘以下面對應(yīng)的倍率，最后把它們加起來；改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，根據(jù)歐姆定律計算串聯(lián)電阻的阻值；
（3）按電路圖沿電流流向連接實物圖，注意正負(fù)接線柱．
（4）為了從零開始對改裝后的電壓表一一校對，滑動變阻器采用分壓接法．

解答：解：（1）首先我們要知道半偏法測量電流表內(nèi)阻的方法以及測量原理：要求S₂閉合前后干路的電流近似不變，而R₂和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g，則干路電流要變大，若要干路電流近似不變要求R₁＜＜R₂，這樣才有S₂閉合后，電路中總電流幾乎不變；
半偏法測量電流表內(nèi)阻的步驟是先調(diào)節(jié)電路的電流，使電流表的指針達(dá)到滿偏，再并聯(lián)電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針半偏此時的電阻即電流表的內(nèi)阻；此過程中R₂不變；
（2）電阻箱的讀數(shù)是從最大的數(shù)開始讀．該電阻的阻值：1000×0+100×1+10×8+1×0=180Ω
將上述電流表改裝成量程為6.0V的電壓表，應(yīng)給該表頭串聯(lián)一個阻值為：I_g×（r_g+R）=U_g
代入數(shù)據(jù)得：R=1.982×10⁴Ω=19.82kΩ
（3）連接實物圖從電源的正極出發(fā)，逐步連接如圖．

（4）為了使改裝后的電壓表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₁從0開始一一進(jìn)行校對，采用滑動變阻器的分壓接法，如圖：


故答案為：（1）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小，滿偏，半偏，不變；（2）180，19.82；（3）如圖；（4）如圖．

點評：本題考查半偏法測電流表內(nèi)阻的原理和電壓表的改裝原理以及改裝表的校對，難點是對半偏法測電流表內(nèi)阻原理的解釋．