Question

4．為了測(cè)量電流表A₁的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路，其中電流表A₁的量程為0-300μA，內(nèi)阻約為100Ω（待測(cè)）．A₂是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是0-200μA，R₁為電阻箱，阻值范圍為0-999.9Ω．E為電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)．S₁為單刀單擲開關(guān)，S₂為單刀雙擲開關(guān)．
按電路圖接好電路后，將滑動(dòng)變阻器R₂和電阻箱R₁適當(dāng)調(diào)節(jié)后，將開關(guān)S₂扳到接點(diǎn)1處，接通開關(guān)S₁，凋節(jié)變阻器R₂，使兩個(gè)電流表的讀數(shù)都是150μA．然后將開關(guān)S₂扳到接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)電阻箱R₁，使標(biāo)準(zhǔn)電流表A₂的讀數(shù)仍為150μA．若此時(shí)電阻箱的讀數(shù)是92.8Ω，則
（1）電流表A₁的內(nèi)阻為92.8Ω；
（2）為了保證兩個(gè)電流表的安全使用，限流電阻R₃的阻值應(yīng)選D．
A．100Ω        B．150Ω   C．10kΩ        D．15kΩ
（3）為了便于實(shí)驗(yàn)操作和讀數(shù)，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值最好選B．
A．1kΩ        B．5kΩ     C．200Ω        D．500Ω

Answer 1

分析 解本題的關(guān)鍵是正確分析測(cè)電流表內(nèi)阻的原理圖即圖1，該實(shí)驗(yàn)的原來是“等效代換法”，開關(guān)S₂分別扳到a、b兩點(diǎn)時(shí)兩次測(cè)量電流相同，則兩次電路中電阻相同，其它阻值不變時(shí)，則有電流A₁的阻值和電阻箱讀書相等．同時(shí)理解電路中電阻R₃的作用．

解答 解：電阻箱的讀數(shù)為：R=8×10+6×1+0.1×3=86.3Ω；由于兩次測(cè)量電流表A₂的示數(shù)相同，而且其它電阻阻值不變，故電流A₁的阻值和電阻箱示數(shù)相等．
即電流表A₁的讀數(shù)為92.8Ω
（2）為了保證安全，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂的阻值調(diào)為零時(shí)，電路中的電流也不能超過200μA，根據(jù)這點(diǎn)可以求出保護(hù)電阻的阻值（由于兩電流表內(nèi)阻較小可省略）：
R₃=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{3}{2×1{0}^{-4}}$=15kΩ，保護(hù)電阻為15kΩ即可，若大于15kΩ會(huì)導(dǎo)致電流表示數(shù)太小，實(shí)驗(yàn)誤差增大，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
（4）根據(jù)電流表示數(shù)為150μA可知回路中的電阻為：R=$\frac{E}{I}$=$\frac{3}{1.5×1{0}^{-4}}$=20kΩ；R₃=15kΩ，故應(yīng)選擇的電阻約為5kΩ即可；故選：B．
故答案為：
（1）92.8
（2）D
（3）B

點(diǎn)評(píng) 該題采用“等效法”測(cè)電流表的內(nèi)阻，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)無論什么方法，關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理然后利用電路的串并聯(lián)知識(shí)求解．