Question

1．現有一塊小量程電壓表V，滿偏電壓為50mV，內阻約為1000～1100Ω，把它改裝成3V、6V的兩量程電壓表．可供選擇的器材有：
滑動變阻器R₁，最大阻值20Ω；
滑動變阻器R₂，最大阻值100kΩ；
電阻箱R₃，最大阻值9 999.9Ω；
電池E₁，電動勢1.5V；
電池E₂，電動勢4.5V
電池E₃，電動勢6.0V；（所有電池內阻均不計）
標準電壓表V₀，量程為3V；
單刀單擲開關S₁和S₂，單刀雙擲開關S₃，電阻絲及導線若干．
a．采用如圖所示電路測量小量程電壓表V的內阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為R₂；選用的電池為E₃．
b．將V改裝成兩量程電壓表，請你設計一種可行的改裝后電壓表的內部電路，并畫出其電路圖．
c．將改裝后的電壓表與標準電壓表逐格進行核對（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，其他元件應用題中符號表示．

Answer 1

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

解答 解：a、用半偏法測量電流計的內電阻，要求干路電流不變（近似不變），故滑動變阻器電阻要遠大于電流計電阻，阻值相差越大，誤差越�。�故滑動變阻器采用100KΩ的電阻R₂；
為了使滑動變阻器接入電路的阻值較大，又能使電壓表能達到滿偏，因此選E₃（或電動勢6.0V）較好．
b．只要與電壓表串聯(lián)適當的電阻就可以將電壓表的量程擴大．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的大小．

圖1
c、如圖所示．為了從零到量程范圍進行一一校對所以要選擇滑動變阻器的限流式接法，讓改裝表和標準表讀數是否相同來進行校對，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．

點評 解答此電學實驗前提是一定要理解半偏法測量電流表內阻的原理，校對電流表的電路圖是難點，同學往往忘記用滑動變阻器的分壓接法．
滑動變阻器是電學實驗中的常用儀器，如何選擇滑動變阻器的接法設計控制電路是高考中的一個難點．必須選擇分壓電路的幾種情況是：（1）“零電壓”標志：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)調節(jié)，則必須使用分壓式電路，因為限流式電路不可能使待測電路的電壓為零．（2）“大電阻”標志：如果滑動變阻器的最大阻值遠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”標志：如果題中給定了實驗器材，當選用限流式電路時，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”標志：題目要求獲得“特定的電壓值”，而當采用限流電路不能獲得這一“特定的電壓值”時，必須采用分壓式電路．