Question

【題目】某同學(xué)要把一個(gè)量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω的直流電流計(jì)G，改裝成量程范圍是0~3V的直流電壓表。

（1）按如圖1所示電路，用半偏法測(cè)定電流計(jì)G的內(nèi)電阻Rg。電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì)。在以下器材中，可變電阻R1應(yīng)選用______；可變電阻R2應(yīng)選用______。（選填器材前的字母）

A．電阻箱（0~999.9Ω）

B．滑動(dòng)變阻器（0~200Ω）

C．電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)，0~47kΩ）

（2）該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無(wú)誤。

a．后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是_________，最后記錄R2的阻值并整理好器材。（請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母）

A．將R1的阻值調(diào)至最大

B．閉合K2調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半

C．閉合K1調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度

b．若實(shí)驗(yàn)記錄R2的阻值為112.0Ω，則可測(cè)得電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg=_________Ω。

（3）測(cè)得電流計(jì)G的內(nèi)阻后，要將其改裝成量程為3V的電壓表，應(yīng)將其_____聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)電阻R3，R3=_______Ω。

（4）按照上述方法將電流計(jì)G與電阻R3改裝成一電壓表后，用比改裝電壓表分度值更小的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0進(jìn)行校準(zhǔn)。

a．請(qǐng)你完成方框圖2中的校準(zhǔn)電路圖__________；

b．利用校準(zhǔn)電路，該同學(xué)將量程中的各個(gè)刻度都校準(zhǔn)一遍，可得到30組Ux（改裝電壓表讀數(shù)）、ΔUx（改裝電壓表讀數(shù)Ux與標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)U的差值，即ΔUx = Ux -U）。以Ux為橫坐標(biāo)，ΔUx為縱坐標(biāo)，將相鄰兩點(diǎn)用直線連接，做出呈折線狀的曲線，如圖3所示，這條曲線我們稱為校準(zhǔn)曲線。當(dāng)使用這塊表測(cè)量時(shí)，就可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線對(duì)各數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，從而獲得更高的精度。若改裝電壓表測(cè)量結(jié)果為2.50V時(shí)，電壓更精確的值應(yīng)為_______V。

（5）在校準(zhǔn)電壓表時(shí)，該同學(xué)利用了“并聯(lián)電路各支路兩端電壓總相等”的電路特點(diǎn)。實(shí)際上，在恒定電流電路內(nèi)，各處的電荷分布是穩(wěn)定的，穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生了一種恒定電場(chǎng)，這種恒定電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的性質(zhì)基本相同，這成為我們認(rèn)識(shí)電路問(wèn)題的基礎(chǔ)。請(qǐng)判斷“并聯(lián)電路各支路兩端電壓總相等”這一電路特點(diǎn)，是下列選項(xiàng)中哪一個(gè)說(shuō)法的對(duì)應(yīng)表現(xiàn)______。（填寫選項(xiàng)前的字母）

A．電荷在電場(chǎng)中受到力的作用 B．勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等

C．電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān) D．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低

Answer 1

【答案】（1）C A （2）a.ACB b.112.0 （3）串 9888.0 （4）a.如圖；

b.2.480或2.48 （5）C

【解析】

(1)閉合電建K1電路中的電流不能大于，由可知,故應(yīng)該選C。實(shí)驗(yàn)中要讀出的具體的數(shù)值，故應(yīng)該選A。

（2）半偏法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟為：第一步，按原理圖連接好實(shí)物圖；第二步，閉合電建K1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使表頭指針滿偏；第三步閉合電建K2，改變電阻箱的阻值，當(dāng)表頭指針半偏時(shí)記下電阻箱的讀數(shù)，此時(shí)電阻箱的阻值等于表頭的內(nèi)阻。故正確的步驟是ACB。

由（2）的分析可知指針半偏時(shí)電阻箱的讀數(shù)等于表頭的內(nèi)阻，所以表頭的內(nèi)阻為

（3）改裝成電壓表，應(yīng)該把表頭和電阻串聯(lián)。由電表的改裝原理可得，化簡(jiǎn)可得：。

（4）改裝的電壓表應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路如圖所示：

由圖象可知2.50V對(duì)應(yīng)的為0.020V，再由可得

（5）因?yàn)殡妶?chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，所以并聯(lián)電路中，電荷從并聯(lián)的一端運(yùn)動(dòng)到另一端時(shí)，也就是電荷運(yùn)動(dòng)的初末位置相同，所以靜電力做功相同，電勢(shì)差也相同，所以并聯(lián)電路各支路兩端電壓總相等”這一電路特點(diǎn)，與“電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)”這一說(shuō)法是對(duì)應(yīng)的。