Question

1．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：
電流表A₁（滿偏電流約500μA，有刻度無(wú)刻度值，內(nèi)阻r_g約500Ω）；
電流表A₂（量程0～300μA，內(nèi)阻rA₂=1000Ω）；
電流表A₃（量程0～1mA，內(nèi)阻rA₃=100Ω）；
定值電阻R₀（阻值1kΩ）；
滑動(dòng)變阻器R（0～5Ω，額定電流2A）；
電池（電動(dòng)勢(shì)2V，內(nèi)阻不計(jì)）；
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．
要求較精確地測(cè)出A₁表的內(nèi)阻和滿偏電流．
（1）在方框內(nèi)畫出測(cè)量電路；
（2）應(yīng)讀取的物理量是A₁表滿偏時(shí)，A₂表的讀數(shù)I₂、A₃表的讀數(shù)I₃；
（3）用這些量表示的A₁表的滿偏電流I_g=I₃-I₂，A₁表的內(nèi)阻r_g=$\frac{{I}_{2}{r}_{A2}}{{I}_{3}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 測(cè)量電阻基本的原理是伏安法，本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表，而已知內(nèi)阻的電表表既可測(cè)出電流，電流與其內(nèi)阻的乘積又測(cè)得電壓，所以可以將電流表A₂作為電壓表與待測(cè)電流表并聯(lián)，電流表A₃測(cè)量它們的總電流，即可測(cè)出A₁表的內(nèi)阻和滿偏電流．變阻器總電阻很小，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)采用分壓式接法．根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點(diǎn)求得A₁表的內(nèi)阻r_g．

解答 解：（1）要測(cè)量A₁表的內(nèi)阻，需測(cè)出通過(guò)A₁表的電流和它兩端的電壓U₁．A₁表沒(méi)有刻度值，所以不能直接讀出滿偏電流，要通過(guò)A₂、A₃才能間接測(cè)得．U_1m=I_gr_g≈（5×10^-4×500）V=0.25V，因A₂、A₃表的內(nèi)阻是確定值，故可以把它們當(dāng)做電壓表．A₃表的電壓量程U₃=I_g3•rA₃=0.1V＜U_1m，A₂表的電壓量程U₂=I_g2•rA₂=0.3V＞U_1m，所以應(yīng)選擇A₂與A₁并聯(lián)，這樣A₂表兩端的電壓就是U₁．若A₃直接與A₁、A₂串聯(lián)接在滑動(dòng)變阻器的分壓端，電壓小于（U_1m+U₃）=0.35V，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)不方便，所以可再串聯(lián)一個(gè)定值電阻R₀．
電路圖如圖所示：
（2）應(yīng)讀取的物理量是：A₁表滿偏時(shí)，A₂表的讀數(shù)I₂、A₃表的讀數(shù)I₃．
（3）A₁表的滿偏電流I_g=I₃-I₂，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知：（I₃-I₂）r_g=I₂R_A2
解得，r_g=$\frac{{I}_{2}{r}_{A2}}{{I}_{3}-{I}_{2}}$
故答案為：（1）電路如圖所示；
（2）A₁表滿偏時(shí)A₂表的讀數(shù)I₂、A₃表的讀數(shù)I₃；
（3）I₃-I₂；$\frac{{I}_{2}{r}_{A2}}{{I}_{3}-{I}_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、求滿偏電流與內(nèi)阻，知道實(shí)驗(yàn)原理、根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材、應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題，理解測(cè)量電阻的基本原理，知道已知內(nèi)阻的電流表雙重作用，能靈活選擇實(shí)驗(yàn)方法．