Question

16．某同學欲將電流表改裝成電壓表，需要測量電流表的內阻，可供選擇的實驗器材有：
A．待測電流表G₁；  
B．一個標準電流表G₂（G₂的量程大于G′的量程）：
C．電阻箱R′；
D．滑動變阻器R；  
E．電池組、導線、開關．

采用如圖1所示的電路測定電流表內阻時，該同學的實驗步驟為：
①按電路圖接好電路，將滑動變阻器R調至最大；
②閉合S₁，斷開S₂，調節(jié)滑動變阻器R，使電流表G₁表頭指針滿偏；
③再閉合S₂，保持滑動變阻器R不變，調節(jié)電阻箱R′，使表頭指針半偏．讀出此時電阻箱R′的示數(shù)，則電流表內阻可看做此示數(shù)．
（1）用上述方法得到的電流到G₁內阻的測量值與真實值相比偏�。�
（2）為了使涮量更準確，請你利用上述實驗器材重新設計實驗，從設計原理上看可以消除上述實驗中的系統(tǒng)誤差，請你在給定圖2中完成實驗電路圖．
（3）使用重新設計的實驗電路的測量數(shù)據(jù)，寫出電流表G₁內阻表達式R_g=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．說明各測量值的意義I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R’為電阻箱電阻．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，根據(jù)實驗原理分析實驗中的誤差；
（2）根據(jù)誤差原理，明確解決方法，從而得出正確實驗原理圖；
（3）明確實驗原理，根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)關系可求得內阻的測量表達式．

解答 解：（1）本實驗采用的是半偏法測量內阻，但在并聯(lián)電阻箱時，總電阻發(fā)生減小；則總電流偏大，故使電流表達半偏時，所并聯(lián)的電阻應比真實電阻偏�。�   
（2）為了減小誤差，應保證干路電流保持不為；故可以在干路中接入電流表2，接入R'后調節(jié)R使電流表G2達滿偏即可；故正確原理圖如圖所示；
（3）I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R′為電阻箱電阻；
由串并聯(lián)電路規(guī)律可知R=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$； 
故答案為：（1）偏��；（2）如圖所示；（3）$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R′為電阻箱電阻

點評 本題考查半偏法的正確應用，要注意明確實驗原理，通過原理結合電學中的物理規(guī)律分析數(shù)據(jù)并能進行正確的受力分析．