Question

7．現(xiàn)有一個微安表A₁，量程為200μA，內(nèi)阻約為1kΩ，要精確測量其內(nèi)阻r₀，提供了如下器材：
電流表A₂（量程為20mA，內(nèi)阻r=50Ω）
滑動變阻器R（阻值范圍為0～20Ω）
定值電阻R₁（R₁阻值范圍約為80Ω）
定值電阻R₂（阻值范圍約為R₂=3kΩ）
電源E（電動勢為6V，內(nèi)阻可不計）
開關(guān)S一個：導線若干．
（1）請利用以上器材，設計出合理的便于多次測量的實驗原理圖，在方框內(nèi)畫出，并保證各表表示數(shù)超過其量程的$\frac{1}{3}$．
（2）在所測量的數(shù)據(jù)中任意選擇一組數(shù)據(jù)，用測得量和已知量表示微安表A₁的內(nèi)阻，表達式為內(nèi)阻r₀=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{2}）}{{I}_{1}}$，表達式中各符號的物理意義是I₂表示表的示數(shù)，I₁表示表的示數(shù)，R₂表示表內(nèi)阻，R₀表示定值電阻．

Answer 1

分析 （1）估算電阻上最大電壓和最大電流，選擇電表量程，注意在不燒壞的情況下指針偏轉(zhuǎn)越大越好，根據(jù)該電阻與變阻器最大電阻的關(guān)系選擇變阻器．
（2）根據(jù)該電阻與兩電表內(nèi)阻的倍數(shù)關(guān)系選擇電流表的接法，根據(jù)變阻器最大電阻與該電阻的關(guān)系選擇分壓式或限流式．

解答 解：（1）精確測量電阻，需要測量多組數(shù)據(jù)，因此，采用分壓電路；A₂的量程太小，須串聯(lián)一定值電阻R₀；把R′當作保護電阻，具體電路圖如下所示：

（2）由電路圖知A₂表和R₀串聯(lián)后與A₁表并聯(lián)，因此電壓相等，即I₁R₁=I₂（R₀+R₂），所以有：
R₁=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{2}）}{{I}_{1}}$，其中，I₂表示A₂表的示數(shù)，I₁表示A₁表的示數(shù)，R₂表示A₂表內(nèi)阻，R₀表示定值電阻．
故答案為：$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{2}）}{{I}_{1}}$，I₂表示表的示數(shù)，I₁表示表的示數(shù)，R₂表示表內(nèi)阻，R₀表示定值電阻．

點評 在儀表的選擇中要注意應使測量結(jié)果更準確和安全，故電表的量程應略大于電路中可能出現(xiàn)的最大電流；在接法中要注意根據(jù)各電器內(nèi)阻的大小，靈活選擇對應的接法．