Question

16．在把電流表改裝為電壓表的使用中，需要測定電流表A的內阻．現利用“半偏法”測量，備用的器材有：
A．電流表（量程200μA，內阻約幾百歐）
B．標準電壓表（量程3V）
C．電阻箱（阻值范圍0～99999.9Ω）
D．電阻箱（阻值范圍0～9999.9Ω）
E．電源（電動勢6V，有內阻）
F．電源（電動勢1.5V，有內阻）
G．電鍵和導線若干

（1）如果采用如圖1所示電路較精確的測定電流表?的內阻，從以上備用的器材中選擇：R₁用C，電源用E．（用器材前的字母代號填寫）
（2）實驗時有以下步驟：
A．合上開關S₂，調節R₂的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半
B．合上開關S₁，調節R₁的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度
C．觀察R₁的阻值是否最大，如果不是，將R₁的阻值調至最大
D．記下R₂的阻值
合理的操作順序為CBAD（填字母代號）
（3）如果步驟D中所得R₂的阻值為800Ω，則電流表?的內阻Rg的測量值為800Ω，該測量值小于（填“大于”、“等于”或“小于”）真實值．
（4）如果要將上述電流表?改裝成量程為3V的電壓表，則需跟電流表串聯一個阻值為14.2kΩ的電阻R₀．
（5）用如圖2所示器材，對改裝后的電壓表跟標準電壓表進行核對，要求對0-3V的所有刻度都能在實驗中進行核對．請補充完整實驗電路．

Answer 1

分析 （1、2、3）本實驗通過半偏法測量電流表G的內阻，抓住整個電路電流要基本保持不變，確定選擇的器材．并聯電阻后總電流變大，故通過并聯電阻的電流大于電流表的電流，則其電阻小于電流表的內阻，即R′小于真實值，所以這種方法測出的電流表的內阻Rg比它的真實值偏小．
（4）根據電表的改裝原理可得出應串聯的電阻值；
（5）明確校準方法，從而確定應采用的電路圖，從而連接實物圖．

解答 解：（1）利用半偏法測量電流表G的內阻，要保證總電流基本不變，則R₁的阻值遠大于R₂的阻值．
故可變電阻R₁應該選擇C；．電源選擇6V即可；
（2）半偏法測量電流表內阻的步驟是：①C．觀察R₁的阻值是否最大，如果不是，將R₁的阻值調至最大；②B．合上S₁．調節R₁的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度；③A．合上S₂；調節R₂的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半④D記下R₂的阻值．故步驟為CBAD；
（3）根據實驗的原理，所得的R₂的阻值為被測電流表A的內阻R_g的測量值，即800Ω；  因為在電流表的一側并聯R₂后，該部分飛電阻變小，電路中的總電阻減小，流過總電路的電流變大，所以當電流表半偏時，流過電阻R₂的電流要大于流過電流表的電流，所以R₂的阻值要小于電流表的阻值
（4）如果要將第要把它改裝成一個量程為3V的電壓表；需串聯一個電阻；
由串聯電路規律可知：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{200×1{0}^{-6}}$-800=14.2kΩ
（5）要校準電壓表，應將改裝后的電壓表與標準電表并聯，同時為了多測數據，需要用到分壓式接法，根據原理圖即可得出對應的實物圖，如圖所示；

故答案為：（1）C，E；（2）CBAD；（3）800；小于；（4）串，14.2；（5）如圖所示．

點評 本題考查半偏法測電阻，認為電流表與電阻并聯后總電壓不變，則電流表的內阻=所并聯電阻值．考查的電壓表的改裝原理，明確串聯電阻的分壓作用，會求串聯電阻的量程，及電流到電壓的換算公式．