Question

圖5-2-8所示是教材中測定電流表內(nèi)電阻實驗的電路圖.電流表的內(nèi)電阻約在100 Ω左右，滿偏電流為500 μA,用電池作電源.

圖5-2-8

(1)實驗室中配有的可變電阻為

A.電阻箱，阻值范圍為0—10 Ω              B.電阻箱，阻值范圍為0—9 999 Ω

C.電位器，阻值范圍為0—200 Ω            D.電位器，阻值范圍為0—20 kΩ

在上述配有的可變電阻中，電路圖中的R應選用___________，R′應選用_________.(填寫字母代號)

(2)某學生進行的實驗步驟如下：

①先將R的阻值調(diào)到最大，合上S₁，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;

②合上S₂，調(diào)節(jié)R′和R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;

③記下R′的阻值.

指出上述實驗步驟中有什么錯誤.

答：________________________________________________________________.

(3)如果按正確實驗步驟測得R′的值為100 Ω，已知電流表的滿偏電流為500 μA，現(xiàn)在要把它改裝成量程為2 V的電壓表，則應串聯(lián)的分壓電阻為_________Ω.

(4)以下四種說法中正確的是(    )

A.上述電流表內(nèi)電阻的測得值比其真實值小，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測定電壓時，其讀數(shù)比電壓表兩端的實際電壓小

B.上述電流表內(nèi)電阻的測得值比其真實值大，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測定電壓時，其讀數(shù)比電壓表兩端的實際電壓小

C.上述電流表內(nèi)電阻的測得值比其真實值小，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測定電壓時，其讀數(shù)比電壓表兩端的實際電壓大

D.上述電流表內(nèi)電阻的測得值比其真實值大，這一因素使得用上述改裝成的電壓表測定電壓時，其讀數(shù)比電壓表兩端的實際電壓大

Answer 1

解析：(1)正確選項是D  B

若電源電壓為1.5 V，由電流表的滿偏電流為500 μA，可估算回路中的限流電阻至少應為 kΩ=3 kΩ，故R不能選阻值范圍為0—200 Ω的電位器，因為這樣即使電位器阻值調(diào)到最大，通過電流表的電流仍將超過滿偏電流,這是不允許的.而選阻值為0—20 kΩ的電位器是符合要求的.

    R′是要讀數(shù)的，所以必須用電阻箱，而且應選阻值范圍為0—9 999 Ω的電阻箱.這是因為已知電流表的內(nèi)阻在100 Ω左右，而R′的選值按原理應和此值相等，所以只能選B而不能選A.

(2)合上S₂后，不應再調(diào)節(jié)R的阻值

    因為用此法測電流表的內(nèi)阻時，從原理上講，就要求合上電鍵S₂后，流過R的電流(即干路中電流)與原來的差別越小越好，所以要R比R′大很多，這樣調(diào)節(jié)R′時對干路中電流影響不大，仍認為等于原來的滿偏電流.現(xiàn)在如果再去調(diào)節(jié)R，那就犯了原理性的錯誤了.

(3)3 900

    令R為串聯(lián)的電阻，由歐姆定律可知U=I(R+R′)

    已知當I=500 μA時，U=2 V，R′=100 Ω，由此可算出R=3 900 Ω.

(4)正確選項是A.

    在測量電路中，當并聯(lián)上R′后，即使R比R′大很多，整個電路的電阻也總要下降一些，從而干路中的電流比原來也增大了一點.這時流過電流表的電流調(diào)到原來的一半，因而流過R′的電流就比浀過電流表的要多一點.但它們兩端的電壓是相同的(并聯(lián))，因此可斷定R′的阻值比電流表的內(nèi)阻小一些.所以選項B、D是錯誤的.

    既然R′比電流表內(nèi)阻的真實值小，所以當以測得值代替電流表內(nèi)阻的真實值來把電流表改裝成電壓表時，根據(jù)計算選取的分壓電阻值將偏大.接入電路后,電流表指針偏角將比真實值的情況減小,即讀數(shù)比電壓表兩端的實際電壓小.所以選項A是正確的，而選項C是錯誤的.

答案：（1）B、D  （2）略  （3）3 900  （4）A