Question

【題目】某實驗小組要把一塊電流表改裝成電壓表，遇到了兩個問題：一是該電流表的表盤沒有標注刻度數(shù)，但刻度均勻，總格數(shù)為N；二是內(nèi)阻未知。通過對類似規(guī)格的電流表的參數(shù)比對，得到該電流表的滿偏電流約700~800，內(nèi)阻約100)。該組同學利用以下器材，通過下列三個步驟，完成了電壓表的改裝工作。

A.待測電流表G

B.電流表A：量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1

C.電壓表V：量程3V，內(nèi)阻RV=3k

D.電阻箱R2：最大阻值999.9

E.滑動變阻器R1：最大阻值5k，額定電流0.1A

F. 滑動變阻器R3：最大阻值5，額定電流0.5A

G.電源：電動勢3V，內(nèi)阻約為1.5

H.開關兩個S1、S2

（1）步驟一：測定電流表的內(nèi)阻。設計了上圖所示實驗電路，請分析并補全以下操作：

①將R1的滑動端撥至_______端；(填“a”或“b”)

②僅閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表的指針偏轉N個格；

③僅調(diào)節(jié)_______，使電流表的指針偏轉個格；

④記錄_____________________，則電流表的內(nèi)阻為_______。

（2）步驟二：

①測定該電流變的滿偏電流。除電源和開關外，還需要的器材是____________；（填器材前面的字母序號）

②請在線框中畫出方便簡潔的實驗電路圖_________；

③若在上圖實驗中，待測電流表指針偏轉了n個格，還需要記錄的測量值及相應符號為_____________，電流表的滿偏電流為________，將此電流表改裝為一個量程為U0的電壓表需要 ______（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個定值電阻Rx，Rx=__________。（用以上各步驟中記錄的測量量和已知量表示）

Answer 1

【答案】b R2 R2的阻值 R2 CE 電壓表讀數(shù)U 串聯(lián)

【解析】

（1）將滑動變阻器撥至b端在將電路接通，電路中的電流最小，具有保護電路的作用；

（2）閉合S2以后，因接入的滑動變阻器的阻值很大，因此在不改變滑動變阻器的情況下電路的干路電流不變，因兩塊表并聯(lián)，此時調(diào)節(jié)R2的阻值使電流表的示數(shù)偏轉格，則可認為R2中的電流和待測電表的電流相同，則電阻R2的阻值和電流表的阻值相同，因此要記錄R2的阻值；

（3）電流表的電流校準需要將一塊標準的電流表和待測電流表串聯(lián)，但是電流表A的量程和待測電流表相比過大，無法進行測量，但是電壓表的內(nèi)阻已知，故可以用電壓表和待測電流表串聯(lián)進行校準，且滑動變阻器R2的阻值過小，將R2和電壓表串聯(lián)在一起進行調(diào)節(jié)示數(shù)變化不明顯，因此滑動變阻器需要選R1，需要的器材為CE，電路圖如下：

（4）因電壓表和電流變串聯(lián)，因此當偏轉N格時電流表的電流為，又因電流表示數(shù)分布均勻，因此電流表的滿偏電流為；

（5）電流表改為電壓表需要串聯(lián)電阻，串聯(lián)后的量程為，且電流變的內(nèi)阻為R2由歐姆定律有

，解得。