Question

4．為了測定電流表A₁的內阻，某同學采用如圖1所示的實驗電路．其中：
A₁是待測電流表，量程為300μA，內阻約為50Ω～100Ω；
A₂是標準電流表，量程是200μA，內阻約為100Ω；
R₁是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω；
R₂是滑動變阻器；     
R₃是保護電阻；
E是電池組，電動勢為4V，內阻不計；
S₁是單刀單擲開關，S₂是單刀雙擲開關．

（1）請將該同學的操作補充完整：
①連接好電路，將滑動變阻器R₂的滑片移到最左端；（填“左端”或“右端”）將開關S₂扳到接點a處，接通開關S₁；調整滑動變阻器R₂，使電流表A₂的讀數是150μA．
②將開關S₂扳到接點b處，保持R₂不變，調整變阻箱R₁，使電流表A₂的讀數仍是150μA．
③若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖2所示，則待測電流表A₁的內阻R_g=86.3Ω．
（2）上述實驗中，無論怎樣調整滑動變阻器R₂的滑動位置，都要保證兩只電流表的安全．在下面提供的四個電阻中，保護電阻R₃應選用B（填寫阻值前相應的字母）．
A．200kΩ     B．20kΩ     C．15kΩ     D．150kΩ

Answer 1

分析 （1）根據電路連接的要求及實驗的原理可以知道滑片的位置及需要做的工作；電阻箱的阻值與Rg相等，讀出示數即為待測值；
（2）要保證安全應使電流不超過兩電流表的量程，則可得出電阻值．

解答 解：（1）①為了保護儀器，以防電流過大被燒壞，閉合開關之前，應使滑動變阻器的阻值最大，即應該使滑片在最左端；
②本實驗使用替代法測量電流表的內阻，因此開關a和接b時的電流表讀數應該相同，開關接b時，需保持R₂不變，調節電阻箱R₁．
③電阻箱表示的阻值大小等于被測電流表的內阻，讀數為86.3Ω．
（2）當滑動變阻器R₂的阻值為零時，電路中的電流不能超過兩個電流表的量程，即$I=\frac{E}{{R}_{3}}≤$200×10^-6，解得R₃≥20 kΩ；故選：B；
故答案為：（1）①左端；②保持R₂不變，調節電阻箱R₁；③86.3；（2）B．

點評 本題考查半偏法求電表內阻；對于分析實驗題一定要把握好實驗的原理，即“半偏法”測電流表內阻的原理，由原理可得出實驗的步驟及數據處理的方法．