Question

10．某物理課外小組要把一個(gè)量程為200μA的直流電流計(jì)G，改裝成量程范圍是0～4V的直流電壓表．在操作中，他們選擇了如圖所示的電路來測(cè)定電流計(jì)G的內(nèi)電阻r_g，其中電阻R₀為保護(hù)電阻，阻值約為1kΩ，實(shí)驗(yàn)室還提供了以下器材：
A．電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻約為5Ω）　　　　
B．電源（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約為5Ω）
C．電阻箱（0～999.9Ω）
D．滑動(dòng)變阻器（0～500Ω）
E．電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)）（0～5.1kΩ）　　　
F．電位器（0～51kΩ）
（1）為使r_g的測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以上器材中，電源E應(yīng)選用B，電阻器R₂應(yīng)選用F（選填器材前的字母）．
（2）在開關(guān)斷開情況下檢查電路連接無誤后，將R₂的阻值調(diào)至最大，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是B；C；A；E，最后記錄R₁的阻值并整理好器材．（請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母）
A．閉合S₁
B．閉合S₂
C．調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
D．調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半
E．調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半
F．調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度
（3）如果所得的R₁的阻值為300.0Ω，給電流計(jì)G串聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)阻值為19.7kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程4V的電壓表．

Answer 1

分析 ①對(duì)于儀器的選擇，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合題目中數(shù)據(jù)并根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理通過計(jì)算來確定．
②該題考查半偏法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟．需牢記．也可依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理推出實(shí)驗(yàn)步驟．
③改裝為電壓表需串聯(lián)一個(gè)電阻，串聯(lián)電阻（分壓電阻）阻值R可由I_gR_g+I_gR=U來計(jì)算，其中U為改裝后電壓表的滿篇電壓（量程），該題中U=4V．

解答 解：①由于要求改裝后的電壓表量程為0～4V，故選：B；
閉合S₂，電路中電流I不能大于200μA，由I=$\frac{R}{{R}_{2}+{R}_{0}}$
知R₂=$\frac{E}{I}$-R₀，代入數(shù)據(jù)得：R₂≈30KΩ，故選：F；
②半偏法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，按原理圖連好電路；第二步，閉合電鍵S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂，使表頭指針滿偏；第三步，閉合電鍵S₁，改變電阻箱R₁的阻值，當(dāng)表頭指針半偏時(shí)記下電阻箱讀數(shù)，此時(shí)電阻箱的阻值等于表頭內(nèi)阻r_g．
故應(yīng)選B；C；A；E
③將電流計(jì)改裝成電壓表，應(yīng)串連接入一分壓電阻R，由歐姆定律及串聯(lián)電路分壓規(guī)律有：U=I_gR_g+I_gR其中U為改裝后電壓表的滿偏電壓，
則R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g，代入數(shù)據(jù)解得：R=19.7kΩ．
故答案為：①B；F；②B；C；A；E；③串；19.7．

點(diǎn)評(píng) 考查根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來選取電源與電表，掌握實(shí)驗(yàn)操作中步驟，注意該題難度較大，需掌握半偏法測(cè)電阻的方法，電表改裝原理及誤差分析等內(nèi)容才能解答．