Question

16．某同學(xué)欲將電流表改裝成電壓表，需要測(cè)量電流表的內(nèi)阻，可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：
A．待測(cè)電流表G₁；  
B．一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流表G₂（G₂的量程大于G′的量程）：
C．電阻箱R′；
D．滑動(dòng)變阻器R；  
E．電池組、導(dǎo)線、開關(guān)．

采用如圖1所示的電路測(cè)定電流表內(nèi)阻時(shí)，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①按電路圖接好電路，將滑動(dòng)變阻器R調(diào)至最大；
②閉合S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電流表G₁表頭指針滿偏；
③再閉合S₂，保持滑動(dòng)變阻器R不變，調(diào)節(jié)電阻箱R′，使表頭指針半偏．讀出此時(shí)電阻箱R′的示數(shù)，則電流表內(nèi)阻可看做此示數(shù)．
（1）用上述方法得到的電流到G₁內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏�。�
（2）為了使涮量更準(zhǔn)確，請(qǐng)你利用上述實(shí)驗(yàn)器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)原理上看可以消除上述實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)誤差，請(qǐng)你在給定圖2中完成實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）使用重新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路的測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出電流表G₁內(nèi)阻表達(dá)式R_g=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．說(shuō)明各測(cè)量值的意義I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R’為電阻箱電阻．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)中的誤差；
（2）根據(jù)誤差原理，明確解決方法，從而得出正確實(shí)驗(yàn)原理圖；
（3）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)關(guān)系可求得內(nèi)阻的測(cè)量表達(dá)式．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)采用的是半偏法測(cè)量?jī)?nèi)阻，但在并聯(lián)電阻箱時(shí)，總電阻發(fā)生減�。粍t總電流偏大，故使電流表達(dá)半偏時(shí)，所并聯(lián)的電阻應(yīng)比真實(shí)電阻偏�。�   
（2）為了減小誤差，應(yīng)保證干路電流保持不為；故可以在干路中接入電流表2，接入R'后調(diào)節(jié)R使電流表G2達(dá)滿偏即可；故正確原理圖如圖所示；
（3）I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R′為電阻箱電阻；
由串并聯(lián)電路規(guī)律可知R=$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$； 
故答案為：（1）偏��；（2）如圖所示；（3）$\frac{{（{I_2}-{I_1}）R'}}{I_1}$．I₁為G₁的電流表示數(shù)，I₂為G₂的電流表示數(shù)，R′為電阻箱電阻

點(diǎn)評(píng) 本題考查半偏法的正確應(yīng)用，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，通過(guò)原理結(jié)合電學(xué)中的物理規(guī)律分析數(shù)據(jù)并能進(jìn)行正確的受力分析．