Question

13．要用伏安法較準確地測量一約為100Ω的定值電阻R的阻值，除待測電阻R_x外，提供的實驗器材如下：
電壓表V （量程為10V，內(nèi)阻約為lkΩ）
兩塊電流表A₁、A₂ （量程為30mA，內(nèi)阻約為3Ω）
滑動變阻器（阻值0-10Ω，額定電流足夠大）
定值電阻R₁（阻值約100Ω）
電阻箱R₂ （阻值0-999.9Ω）
開關(guān)、導線若干
直流電源（電動勢約9V，內(nèi)阻很�。�
由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先將電流表改裝（擴大量程），然后 再進行測量．
（1）測量電流表A₂的內(nèi)阻
按如圖所示的電路測量A₂的內(nèi)阻，以下給出了實驗中必要的操作：
A．斷開S₁
B．閉合S₁、S₂
C．按圖連接線路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)至最左端，各開關(guān)均處于斷開狀態(tài)
D．調(diào)節(jié)R₂，使A₁的示數(shù)為I₁，記錄R₂的阻值
E．斷開S₂，閉合S₃
F．調(diào)節(jié)滑動變阻器R使A₁、A₂的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A₁的示數(shù)I₁請按合理順序排列實驗步驟（填序號）：CBFEDA．
（2）將電流表A₂（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）
如果（I）步驟D中R₂的阻值為3.6Ω，現(xiàn)用電阻箱R₂將A₂改裝成量程為90mA的電流表A，應把R₂阻值調(diào)為1.8Ω與A₂并聯(lián)，改裝后電流表A的內(nèi)阻R_A為1.2Ω．
（3）利用改裝后電流表A、電壓表較準確地測量盡的阻值，在所提供的實物圖中，部分接線已接好，請將電路接線補充完整．
（4）實驗中電流表A₂的示數(shù)為24mA時，電壓表的示數(shù)為6.84V，則R_x的阻值為93.8Ω．

Answer 1

分析 在測量電阻的方法中，最常用的是伏安法測量電阻，也可以采用半偏法和等效法；該題的實驗步驟中，兩次讀出電流表A₁ 的讀數(shù)為I₁，可斷定該實驗測量電流表A₂的內(nèi)阻使用的方法是等效替代，即用R₂代替A₂．電流表改裝的方法是并聯(lián)小電阻，并聯(lián)后量程增加，內(nèi)阻變�。�

解答 解：（1）依據(jù)替代法測電流表內(nèi)阻的操作流程，等效替代法測電阻的核心是“效果相同”，本題中體現(xiàn)為使A₁的示數(shù)相同，所以需要先接通開關(guān)S₂，同時斷開開關(guān)S₃，調(diào)節(jié)出一個電流值，然后接通開關(guān)S₃，同時斷開開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₂的電阻值，使電流表A₁的示數(shù)與上一次相同，記錄電阻箱的電阻，即為所求．實驗完成后應斷開電源；所以步驟為 CBFEDA．
（2）由電流表改裝知識可得，量程擴大為3倍，根據(jù)并聯(lián)電路分流規(guī)律可知：并接電阻應為電流表內(nèi)阻的一半，即1.8Ω；改裝后電流表A的內(nèi)阻R_A=$\frac{1.8×3}{1.8+3}$≈1.2Ω
（3）電路接線如圖所示，即變阻器分壓式、電流表內(nèi)接法；連接實物圖如圖所示；
（4）電流表A₂示數(shù)是24mA，那么并接電阻的電流為48mA，所以
R_X=$\frac{6.84}{0.072}$-1.2=93.8（Ω）
故答案為：
（1）C、B、F、E、D、A
（2）1.8 1.2
（3）如圖
（4）93.8

點評 本題考查電表內(nèi)阻的測量方法及表的改裝問題測電阻的方法有伏安法、半偏法、等效替代法等．電表改裝原理可記為“串大并小”．該題需要理解實驗的原理和實驗的方法．