Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室有一破損的雙量程電壓表，兩量程分別是3V和15V，其內(nèi)部電路如圖所示，因電壓表的表頭G已燒壞，無(wú)法知道其電學(xué)特性，但兩個(gè)精密電阻R1、R2完好，測(cè)得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．現(xiàn)有兩個(gè)表頭，外形都與原表頭G相同，已知表頭G1的滿偏電流為1mA，內(nèi)阻為50Ω；表頭G2的滿偏電流0.5mA，內(nèi)阻為200Ω，又有三個(gè)精密定值電阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情況下，對(duì)電壓表進(jìn)行修復(fù)，根據(jù)所給條件回答下列問(wèn)題：

（1）原表頭G滿偏電流I=_______，內(nèi)阻r=_______．

（2）在虛線框中畫出修復(fù)后雙量程電壓表的電路_____（標(biāo)識(shí)出所選用的相應(yīng)器材符號(hào)）

（3）某學(xué)習(xí)小組利用修復(fù)的電壓表，再加上可以使用的以下器材，測(cè)量一未知電阻Rx的阻值：

電流表A量程0～5mA，內(nèi)阻未知；

最大阻值約為100Ω的滑動(dòng)變阻器；

電源E（電動(dòng)勢(shì)約3V）；

開關(guān)S、導(dǎo)線若干．

由于不知道未知電阻的阻值范圍，學(xué)習(xí)小組為精確測(cè)出未知電阻的阻值，選擇合適的電路，請(qǐng)你幫助他們補(bǔ)充完整電路連接 ____________，正確連線后讀得電壓表示數(shù)為2.40V，電流表示數(shù)為4.00mA，則未知電阻阻值Rx為____Ω．

Answer 1

【答案】（1）１mA，_100Ω _.（2）G1和r2.

（3）

（4） 600Ω

【解析】

（1）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出表頭的滿偏電流與內(nèi)阻．

（2）應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律選擇實(shí)驗(yàn)器材．根據(jù)電壓表的改裝原理作出電路圖．

（3）根據(jù)伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)要求明確對(duì)應(yīng)的接法，并由歐姆定律求解電阻．

（1）由圖示電路圖可知，電壓表量程：
Ig（rg+R1）=3V，Ig（rg+R2）=15V，
代入數(shù)據(jù)解得：Ig=1mA，rg=100Ω；
（2）修復(fù)電壓表，表頭滿偏電流為，Ig=1mA，電阻應(yīng)為：rg=100Ω，需要的實(shí)驗(yàn)器材為：表頭的滿偏電流0.5mA，內(nèi)阻為200Ω的表頭以及r3，即將表頭和r3并聯(lián)在電路中使用，電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)題意可明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，電流表采用外接法，故實(shí)物圖如圖所示：電壓表量程為3V，則其內(nèi)阻RV＝＝3000Ω，根據(jù)歐姆定律可知 ．