Question

8．某同學(xué)利用滿(mǎn)偏電流為500μA的電流表、熱敏電阻  等制作電子溫度計(jì)．

（1）制作的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)出該電流表G的內(nèi)阻R_g，所用的電路如圖甲，主要步驟是：
①接通開(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)變阻器R₁，使G指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度；
②保持R₁不變，再接通開(kāi)關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₂，使G指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半，讀出此時(shí)R₂的阻值為299.0Ω，可認(rèn)為R_g=R₂．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖甲電路中的變阻器R_l和電源有下列器材可供選擇：
A．變阻器（0～200Ω）       B．變阻器（0～20kΩ）
C．電源（1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）  D．電源（9V，內(nèi)阻不計(jì)）
為了使測(cè)量R_g盡量精確，R₁應(yīng)選B，電源應(yīng)選D．（填選項(xiàng)前的字母）
（2）溫度在0～300℃范圍內(nèi)，某熱敏電阻的阻值R_t隨溫度t（℃）的變化情況為R_t=200+50t（Ω），把這個(gè)熱敏電阻、標(biāo)準(zhǔn)定值電阻、電池、開(kāi)關(guān)與電流表G串聯(lián)起來(lái)，電路如圖乙，電流表G的表盤(pán)如圖丙．用該熱敏電阻作探頭，將G表盤(pán)上的電流刻度值改成對(duì)應(yīng)的溫度值，就制作成簡(jiǎn)單的電子溫度計(jì)．已知電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=1.0Ω，標(biāo)準(zhǔn)定值電阻的阻值R₀=2500Ω，根據(jù)（l）中測(cè)得的R_g值和閉合電路歐姆定律，得出電流表G表盤(pán)上500μA刻度處對(duì)應(yīng)的溫度刻度值是0℃，300μA刻度處對(duì)應(yīng)的溫度刻度值是40℃．
（3）由于用圖甲電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻R_g在原理上存在一定的系統(tǒng)誤差，因而制作的電子溫度計(jì)在測(cè)量溫度時(shí)，測(cè)量值比真實(shí)值偏大（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 選擇器材合適的量程的前提是透徹理解半偏法測(cè)量電阻的原理，改裝電壓表的參照電表改裝原理的知識(shí)即可

解答 解：（1）首先我們要知道半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻的方法以及測(cè)量原理：如題中的甲圖
電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，S₂打開(kāi)時(shí)，設(shè)電流表滿(mǎn)偏電流I_g=$\frac{E}{r+R+{R}_{g}}$，實(shí)驗(yàn)要求R＞＞R_g，R＞＞r，這樣才有I_g≈300μA刻度處$\frac{E}{R}$，當(dāng)S₂閉合時(shí)，R′和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g＜＜R，這樣才有S₂閉合后，電路中總電流幾乎不變，仍然近似等于$\frac{E}{R}$，調(diào)節(jié)R′使電流表半偏為$\frac{{I}_{g}}{2}$，所以流過(guò)R′的電流也為$\frac{Ig}{2}$，所以R′=R_g．
從上述原理可知，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(mǎn)足①電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，②R盡可能大．所以R選用大量程的電阻B，電源選用電動(dòng)勢(shì)較大的D
 （2）上500μA刻度處：R=$\frac{E}{{I}_{g}}-r$-R_g-R₀=200Ω　則300μA刻度處：R=$\frac{E}{I}-r-{R}_{g}-{R}_{0}$=2200Ω　　2200=200+50t　則t=400℃．
（3）測(cè)量的電流表內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值要偏小，則對(duì)應(yīng)熱敏電阻值偏大，則測(cè)量的溫度偏大．
故答案為：（1）B  D  （2）40  （3）偏大

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以及改裝表的校對(duì)，難點(diǎn)是對(duì)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻原理的解釋?zhuān)?/p>