Question

8． 為測定電流表A₁的內(nèi)阻，器材如下：
A．電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為5Ω）
B．電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ）
D．定值電阻R₀（阻值為5Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值為10Ω，額定電流為1A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值為250Ω，額定電流為0.3A）
G．電源E（電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
在上述提供的器材中，要完成此實(shí)驗(yàn)，測量要求盡可能精確，電表讀數(shù)范圍寬，請你完成以下問題：
（1）需選用的器材有：ABDEGH（填相應(yīng)器材前的序號）．
（2）在方框內(nèi)畫出測量A₁內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）若已測得電流表A₁示數(shù)I₁隨電流表A₂示數(shù)I₂變化情況如圖乙所示，則電流表A₁的內(nèi)阻為（$\frac{a}$-1）R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與所給實(shí)驗(yàn)器材選擇實(shí)驗(yàn)所需實(shí)驗(yàn)器材．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材作出實(shí)驗(yàn)電路．
（3）根據(jù)圖示電路圖應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電流表內(nèi)阻．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要電源、開關(guān)、導(dǎo)線，需要的實(shí)驗(yàn)器材有G、H；
實(shí)驗(yàn)需要測量電壓與電流，電源電動(dòng)勢為3V，電壓表量程為15V，電壓表量程遠(yuǎn)大于電源電動(dòng)勢，不能用電壓表測電壓，
可以用電流表與定值電阻并聯(lián)測電壓，實(shí)驗(yàn)需要電流表A、B，定值電阻D；
為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)需要滑動(dòng)變阻器，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇E，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材有：ABDEGH；
（2）電流表A₁的量程小于電流表A₂的量程，電流表A₁與定值電阻并聯(lián)，電流表A₂串聯(lián)在電路中，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

（3）電流表A₁兩端電壓與定值電阻R₀兩端電壓相等，
U_A1=（I₂-I₁）R₀，電流表A₁的內(nèi)阻：r_A1=$\frac{{U}_{A1}}{{I}_{A1}}$=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$，
整理得：I₁=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+{r}_{A1}}$I₂，I₁-I₂圖象的斜率：k=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+{r}_{A1}}$=$\frac{a}$，
電流表A₁的內(nèi)阻：r_A1=（$\frac{a}$-1）R₀；
故答案為：（1）ABDEGH；（2）電路圖如圖所示；（3）（$\frac{a}$-1）R₀．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求電流量表內(nèi)阻，這是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是求電流表內(nèi)阻的關(guān)鍵．