Question

1．現(xiàn)有一塊小量程電壓表V，滿偏電壓為50mV，內(nèi)阻約為1000～1100Ω，把它改裝成3V、6V的兩量程電壓表．可供選擇的器材有：
滑動(dòng)變阻器R₁，最大阻值20Ω；
滑動(dòng)變阻器R₂，最大阻值100kΩ；
電阻箱R₃，最大阻值9 999.9Ω；
電池E₁，電動(dòng)勢1.5V；
電池E₂，電動(dòng)勢4.5V
電池E₃，電動(dòng)勢6.0V；（所有電池內(nèi)阻均不計(jì)）
標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₀，量程為3V；
單刀單擲開關(guān)S₁和S₂，單刀雙擲開關(guān)S₃，電阻絲及導(dǎo)線若干．
a．采用如圖所示電路測量小量程電壓表V的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動(dòng)變阻器為R₂；選用的電池為E₃．
b．將V改裝成兩量程電壓表，請你設(shè)計(jì)一種可行的改裝后電壓表的內(nèi)部電路，并畫出其電路圖．
c．將改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表逐格進(jìn)行核對（僅核對3V量程），畫出所用電路圖，圖中待核對的電壓表用表示，其他元件應(yīng)用題中符號表示．

Answer 1

分析 用半偏法測量電流計(jì)的內(nèi)電阻，要求干路電流不變（近似不變），故滑動(dòng)變阻器電阻要遠(yuǎn)大于電流計(jì)電阻，阻值相差越大，誤差越小

解答 解：a、用半偏法測量電流計(jì)的內(nèi)電阻，要求干路電流不變（近似不變），故滑動(dòng)變阻器電阻要遠(yuǎn)大于電流計(jì)電阻，阻值相差越大，誤差越�。�故滑動(dòng)變阻器采用100KΩ的電阻R₂；
為了使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值較大，又能使電壓表能達(dá)到滿偏，因此選E₃（或電動(dòng)勢6.0V）較好．
b．只要與電壓表串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮杈涂梢詫㈦妷罕淼牧砍虜U(kuò)大．若電壓表的電阻測出以后，就可以求出串聯(lián)電阻R_a和R_b的大�。�

圖1
c、如圖所示．為了從零到量程范圍進(jìn)行一一校對所以要選擇滑動(dòng)變阻器的限流式接法，讓改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)是否相同來進(jìn)行校對，所以電路圖如下圖：

             圖2
故答案為：a、R₂、E₃；b、兩量程電壓表如上圖1所示；c、核對的電路圖如上圖2所示．

點(diǎn)評 解答此電學(xué)實(shí)驗(yàn)前提是一定要理解半偏法測量電流表內(nèi)阻的原理，校對電流表的電路圖是難點(diǎn)，同學(xué)往往忘記用滑動(dòng)變阻器的分壓接法．
滑動(dòng)變阻器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用儀器，如何選擇滑動(dòng)變阻器的接法設(shè)計(jì)控制電路是高考中的一個(gè)難點(diǎn)．必須選擇分壓電路的幾種情況是：（1）“零電壓”標(biāo)志：如果題目明確要求待測電路電壓變化范圍較大，如電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則必須使用分壓式電路，因?yàn)橄蘖魇诫娐凡豢赡苁勾郎y電路的電壓為零．（2）“大電阻”標(biāo)志：如果滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻的阻值，若使用限流式電路，則電路中電流的變化范圍很小，不利于多次測量，測量偶然誤差較大，因此必須采用分壓式電路．（3）“超量程”標(biāo)志：如果題中給定了實(shí)驗(yàn)器材，當(dāng)選用限流式電路時(shí)，電路中的最小電壓或電流超過待測電阻的額定電壓或電流，就必須用分壓式電路．（4）“特定值”標(biāo)志：題目要求獲得“特定的電壓值”，而當(dāng)采用限流電路不能獲得這一“特定的電壓值”時(shí)，必須采用分壓式電路．