Question

【題目】某同學(xué)將一個(gè)量程為0~1mA、內(nèi)阻未知的電流表G改裝為量程為0~3V的電壓表V。他先測(cè)量該電流表G的內(nèi)阻Rg，再進(jìn)行改裝，然后把改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)并進(jìn)行誤差分析。實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的儀器有：

電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1.2Ω）

滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為5000Ω，允許通過(guò)的最大電流約為0.02A）

滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為20Ω，允許通過(guò)的最大電流約為1.0A）

電阻箱R（最大阻值為999.9Ω，允許通過(guò)的最大電流約為0.2A）

標(biāo)準(zhǔn)電壓表（最大量程為3.0V，內(nèi)阻約為4000Ω）

開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干

他的操作過(guò)程如下：

(1)先按如圖(a)所示的電路，測(cè)量電流表G的內(nèi)阻Rg，其步驟為：

①將滑動(dòng)變阻器R1調(diào)到最大，保持開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)K1，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使電流表G的指針指在滿(mǎn)刻度Ig處。

②保持滑動(dòng)變阻器R1的阻值不變，再閉合開(kāi)關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值使電流表G的指針指在滿(mǎn)刻度的一半處，即

，

此時(shí)電阻箱上示數(shù)如圖(b)所示，則電流表G的內(nèi)阻Rg=__Ω。

(2)他根據(jù)所測(cè)出的電流表G內(nèi)阻Rg的值，通過(guò)計(jì)算后，在表頭G上串聯(lián)一個(gè)電阻R，就將電流表G改裝成量程0~3V的電壓表V，如圖(c)所示，則這個(gè)定值電阻的阻值為R=__Ω。

(3)他再用標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0對(duì)改裝的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，要求電壓能從0到最大值之間逐一進(jìn)行校準(zhǔn)，試在圖(d)的方框中補(bǔ)全校準(zhǔn)電路圖，并標(biāo)出所選用器材的符號(hào)，其中改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表已畫(huà)出。

（______________）

(4)由于電流表G內(nèi)阻Rg的測(cè)量值____（填“小于”或“大于”）真實(shí)值，改裝電壓表V時(shí)串聯(lián)電阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校準(zhǔn)過(guò)程中，改裝的電壓表的示數(shù)總比標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)______(填“偏大”或“偏小”)。

Answer 1

【答案】 小于 偏大 偏小

【解析】

根據(jù)題目中給出的提示，以及電表的改裝知識(shí)進(jìn)行解答。

(1)[1]電阻箱的讀數(shù)為

，

電流表的內(nèi)阻為

；

(2)[2]由電壓表的改裝原理可知：

；

(3)[3]要求電壓從0到最大值之間逐一進(jìn)行校準(zhǔn)，因此應(yīng)采用分壓法，滑動(dòng)變阻器選用，標(biāo)準(zhǔn)電壓表和改裝電壓表應(yīng)并聯(lián)。電路圖如圖所示：

；

(4)[4][5][6]用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，由于電阻箱R的連入使得電路總電流變大，致使的測(cè)量值偏小，這樣在改裝電壓表時(shí)串聯(lián)電阻

，

其阻值偏大，使得校準(zhǔn)時(shí)通過(guò)其電流值偏小，故改裝的電壓表示數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)。