Question

12．某同學(xué)在“把電流表改裝成電壓表”實(shí)驗(yàn)中，需要利用如科所示的電路測(cè)定電流表的內(nèi)阻，其主要操作步驟如圖：
第一步：接通S₁，調(diào)節(jié)R₁，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；
第二步：再接通S₂，保持R₁不變，調(diào)節(jié)R₂，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的$\frac{1}{2}$；
第三步：讀出R₂的阻值，即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻R_g=R₂．
現(xiàn)備有如下器材：
A．電流表（量程0～500μA，內(nèi)阻約為200Ω）
B．電阻箱（范圍0～9999Ω）
C．電阻箱（范圍0～99999Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（范圍0～10kΩ）
E．電源（電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻不計(jì)）
F．電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）
G．開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線
（1）電路圖中R₁應(yīng)選C，R₂應(yīng)選B，電源應(yīng)選E．（填入所選器材的字母代號(hào)）
（2）實(shí)驗(yàn)中電流表內(nèi)阻的測(cè)量值和真實(shí)值相比偏�。ㄌ睢捌�小”或“偏大”）
（3）實(shí)驗(yàn)中讀得R₂的阻值為200Ω，若將此電流表改裝成量程為3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值為5800Ω的電阻．
（4）若用此改裝表去測(cè)量一穩(wěn)恒電壓，則測(cè)量值真實(shí)值相比偏小（填“偏小”或“偏大”）

Answer 1

分析 根據(jù)半偏法測(cè)電表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理完成實(shí)驗(yàn)步驟；
（1）根據(jù)半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻的原理進(jìn)行器材的選擇；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)誤差；
（3）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值；
（4）改裝表的內(nèi)阻測(cè)量值偏小，則電壓表示數(shù)偏�。�

解答 解：實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：接通S₁，調(diào)節(jié)R₁，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；
第二步：再接通S₂，保持R₁  不變，調(diào)節(jié)R₂，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的$\frac{1}{2}$；
第三步：讀出R₂的阻值，即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻R_g=R₂．
（1）“半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻原理”，S₂打開(kāi)與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是R＞＞R_g．
故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足：①電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，②R盡可能大．所以R₁選用大量程的電阻箱C，
R₂選用量程跟電流表內(nèi)阻差不多的即可，選B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電源應(yīng)選擇E；
（2）（3）當(dāng)S₂閉合時(shí)，R₂和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g，而電阻R不變，所以S₂閉合后的干路電流比閉合前的總電流要大，
即電流大于I_g，而此時(shí)電流表支路的電流等于$\frac{{I}_{g}}{2}$，那么R₂支路的電流要大于$\frac{{I}_{g}}{2}$，
那么其電阻肯定要小于R_g．所以，用此方法測(cè)量的電流表內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值要偏�。�
（3）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓，分壓電阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{500×1{0}^{-6}}$-200=5800Ω；
（4）電流表內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值，則改裝成電壓表時(shí)串聯(lián)的分壓電阻偏大，電壓表內(nèi)阻偏大，
用改裝后的電壓表去測(cè)量一穩(wěn)恒電壓，由于電壓表內(nèi)阻偏大，流過(guò)電壓表的電流偏小，
電壓表指針偏角偏小，則測(cè)量值和真實(shí)值相比，測(cè)量值偏�。�
故答案為：R₁，R₂；（1）C，B，E；（2）偏��；（3）串，5800；（4）偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的原理和電壓表的改裝原理，難點(diǎn)是對(duì)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻誤差的分析；知道半偏法測(cè)電表內(nèi)阻的使用原來(lái)、電壓表的改裝原理是解題的前提與關(guān)鍵．