Question

5．某電流表的量程為I₀=50mA，內(nèi)阻為r₀=50Ω，其表盤刻度線已模糊不清，要重新通過測量來刻畫出從零到滿刻度的刻度值，有下列器材：
A．待測電流表                       
B．6V直流電源E
C．“0～10Ω，1A”滑動變阻器R₁      
D．“0～100Ω，50mA”滑動變阻器R₂
E．“0.6A，0.5Ω”標準電流表
F．“3A，0.01Ω”標準電流表
G．5Ω定值電阻R₃H．200Ω定值電阻R₄
I．開關(guān)及導(dǎo)線若干
①應(yīng)選用的器材有ABCEGI（只需填寫所選器材序號）
②在右側(cè)虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．
③待測電流表的電流刻度值的表達式I=$\frac{R_3}{{{r_0}+{R_3}}}{I_1}$．式中各物理量所表示的意義分別為$\frac{{{I_1}（{R_{A_1}}+{R_3}）}}{r_0}{I_1}$．

Answer 1

分析 本題①的關(guān)鍵是通過估算有兩種方案均可行：一種是擴大待測毫安表電流量程，將毫安表與定值電阻R₃并聯(lián)以后再與標準電流表A₁串聯(lián)，變阻器R₁采用分壓式接法；另一種方案是擴大標準電流表A₁的電壓，將標準電流表A₁與定值電阻R₃串聯(lián)后再與待測毫安表并聯(lián)．題②根據(jù)題①的分析畫出電路圖即可；題③根據(jù)兩種方案，結(jié)合串并聯(lián)規(guī)律解出待測毫安表的電流即可．

解答 解：①：由于待測毫安表的量程遠小于電流表A的量程，考慮將毫安表與定值電阻R₃并聯(lián)進行改裝：由于改裝后的最大電流為${I}_{m}={I}_{0}+\frac{{I}_{0}r}{{R}_{3}}$=0.55A，與標準電流表A₁的量程接近，所以可將毫安表與定值電阻R₃并聯(lián)后再與標準電流表A₁串聯(lián)，
由于變阻器R₁的全電阻遠小于測量電路的電阻，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，所以應(yīng)選擇的器材是：ABCEGI
②：本題可有兩種方案：
方案一：根據(jù)①題中的分析可知，電路圖如圖所示：

方案二：經(jīng)估算，本題還可以將電流表A₁與定值電阻R₃串聯(lián)后再與毫安表并聯(lián)，電路圖如圖所示：

③：根據(jù)方案一由串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有：I=$\frac{R_3}{{{r_0}+{R_3}}}{I_1}$
   根據(jù)方案二應(yīng)有：I=$\frac{{{I_1}（{R_{A_1}}+{R_3}）}}{r_0}{I_1}$
故答案為：①ABCEGI   
    ②電路圖如圖所示 

③$\frac{{{I_1}（{R_{A_1}}+{R_3}）}}{r_0}{I_1}$為標準電流A₁   的讀數(shù)，R_A1為標準A₁電流表的內(nèi)電阻，r₀為待測電流表的電阻，R₃為定值電阻阻值  
（電路圖另一解答如左上圖所示；I=$\frac{R_3}{{{r_0}+{R_3}}}{I_1}$

點評 應(yīng)明確：①遇到只有電流表的情況下，應(yīng)考慮擴大電流表的量程，或可將電流表當做電壓表來用，可以擴大電流表的電壓量程；當變阻器的全電阻遠小于待測電阻時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法．