Question

14．在把電流表改裝成電壓表的實驗中，需要利用如圖所示的電路測定電流表的內阻，其主要操作步驟如下：
①接通S₁，調節R₁，使電流表指針偏轉到滿刻度；
②再接通S₂，調節R₂，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半；
③讀出R₂的阻值，即認為電流表的內阻r_g=R₂
現備有如下器材：
A．電流表（量程0～100μA，內阻約為100Ω）
B．電阻箱（范圍0～10Ω）
C．電阻箱（范圍0～9999Ω ）
D．電阻箱（范圍0～99999Ω ）
E．滑動變阻器（范圍0～200Ω ） 
F．電源（電動勢3V，內阻不計）
G．開關和若干導線
（1）電路圖中R₁應選D，R₂應選C．（填入所選器材的字母代號）
（2）電流表測量值和真實值相比偏小（填“偏大”或“偏小”）．
（3）實驗中讀得R₂的阻值為100Ω，若將此電流表改裝成量程為3V的電壓表，應串聯一個阻值為29900Ω的電阻．

Answer 1

分析 根據半偏法測量電流表內阻的原理進行器材的選擇；
電流表改裝成電壓表要串聯一個大電阻分壓

解答 解：（1）由“半偏法測量電流表內阻原理”S₂打開與閉合，近似認為干路中電流不變，前提是R＞＞R_g．故實驗器材選擇應滿足：①電源電動勢盡可能大，②R盡可能大．所以R₁選用大量程的電阻箱D，R₂選用量程跟電流表內阻差不多的即可，選C．
故答案為：D，C．
（2）當S₂閉合時，R₂和R_g并聯，并聯后總阻值R_并＜R_g，而電阻R不變，所以S₂閉合后的干路電流比閉合前的總電流要大，
即電流大于I_g，而此時電流表支路的電流等于$\frac{{I}_{g}}{2}$，那么R₂支路的電流要大于$\frac{{I}_{g}}{2}$，
那么其電阻肯定要小于R_g．所以，用此方法測量的電流表內阻的測量值比真實值要偏小
（3）電流表改裝成電壓表要串聯一個大電阻分壓
U=I_g（R₂+R）
3V=100×10^-6（100+R）
得：R=29900Ω
故答案為：（1）D；  C．（2）串聯；29900Ω

點評 本題考查半偏法測電流表內阻的原理和電壓表的改裝原理，難點是對半偏法測電流表內阻誤差的分析．