Question

7．電學(xué)實(shí)驗(yàn)中除偶然誤差外，還有系統(tǒng)誤差，現(xiàn)要測(cè)定某表頭G的內(nèi)阻（可把它等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)），某學(xué)生測(cè)量表頭G內(nèi)阻r的電路如圖所示，供選擇的儀器如下：
待測(cè)表頭G（I_g=5mA，r_g約300Ω）；
電壓表V₁（0～20mA，內(nèi)阻約1kΩ）；
電壓表V₂（0～1.5V，內(nèi)阻約5kΩ）；
電阻箱R（0～999.9Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω）；
干電池（1.5V）；
開(kāi)關(guān)K₁和單刀雙擲開(kāi)關(guān)K₂及導(dǎo)線若干．
（1）電壓表應(yīng)選V₂；
（2）測(cè)量時(shí)，先閉合K₁，K₂扳至1端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使待測(cè)表頭指針指示某刻度穩(wěn)定，電壓表指針指在某一刻度值U；
（3）然后保持R₁滑動(dòng)頭位置不變，斷開(kāi)K₁，將電阻箱的阻值置于零值，K₂扳至2端后，再閉合K₁，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表指針仍在原來(lái)的刻度值U；
（4）讀出電阻箱指示的阻值R，則表頭的內(nèi)阻r_g=R；
（5）若用待測(cè)表頭改裝成量程為U₀的電壓表，所需串聯(lián)的電阻阻值為R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的電源根據(jù)安全和準(zhǔn)確性原則可以選擇電壓表；
（3、4）根據(jù)題意及步驟分析可知，本實(shí)驗(yàn)采用等效替代法，根據(jù)原理及實(shí)驗(yàn)安全和準(zhǔn)確性要求進(jìn)行分析即可明確實(shí)驗(yàn)方法及表頭的內(nèi)阻；
（5）根據(jù)電表的改裝原理再利用串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得所需串聯(lián)的電阻．

解答 解：（1）因電源為1.5V，故電壓表應(yīng)選擇V₂；
（3）因本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法，故應(yīng)K₂扳至2端后，再閉合K₁，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表指針仍在原來(lái)的刻度值U；
（4）因電路其他部分沒(méi)變，故可知，表頭的內(nèi)阻與電阻箱示數(shù)相等，故為R；
（5）要改裝成量程為U₀的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)大電阻，使串聯(lián)后的總電壓等于U₀，由串并聯(lián)電路規(guī)律可知：R₁=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R；
故答案為：（1）V₂；
（3）仍在原來(lái)的刻度值U；
（4）R；
（5）$\frac{{U}_{0}}{{I}_{G}}$-R

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻，為探究性實(shí)驗(yàn)，在解答時(shí)一定要先通過(guò)步驟明確實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)要求才能準(zhǔn)確求解；同時(shí)注意電表的改裝原理，明確串聯(lián)電路規(guī)律的應(yīng)用．