Question

磁電式電壓表是用電流表經過改裝而成的，現有一滿偏電流I_x=300μA，內阻未知的電流表，要將它改裝成電壓表．如圖（a）（b）（c）所示．

（1）在采用圖（a）所示電路測定表頭內阻時，要求R₁電阻

遠遠小于

R₂電阻，部分實驗步驟為：①按電路圖接好電路，將R₁調至最大；②斷開S₂，閉合S₁，調節(jié)R₁，使表頭指針

滿偏

；③閉合S₂，調節(jié)R₁，使表頭指針

半偏

，此過程中R₂

不變

．
（2）使電流表指針半偏時，電阻箱R₁的示數如圖（b）所示，則電流表內阻r_x=

180

Ω．要將上述電流表改裝成量程為6.0V的電壓表，應給該表頭串聯(lián)一個阻值為

19.82

kΩ的電阻．
（3）按圖（a）所示的電路，將圖（c）中的器材連成實驗電路．
（4）畫出改裝后電壓表的校對電路圖．

Answer 1

分析：（1）由電路圖知本題采用半偏法測電流表內阻，其實驗原理是認為S₂閉合前后干路的電流近似不變，從而分析需滿足的條件；
（2）電阻箱的讀數是從最大的數開始讀，由對應的數字乘以下面對應的倍率，最后把它們加起來；改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，根據歐姆定律計算串聯(lián)電阻的阻值；
（3）按電路圖沿電流流向連接實物圖，注意正負接線柱．
（4）為了從零開始對改裝后的電壓表一一校對，滑動變阻器采用分壓接法．

解答：解：（1）首先我們要知道半偏法測量電流表內阻的方法以及測量原理：要求S₂閉合前后干路的電流近似不變，而R₂和R_g并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R_并＜R_g，則干路電流要變大，若要干路電流近似不變要求R₁＜＜R₂，這樣才有S₂閉合后，電路中總電流幾乎不變；
半偏法測量電流表內阻的步驟是先調節(jié)電路的電流，使電流表的指針達到滿偏，再并聯(lián)電阻箱，調節(jié)電阻箱，使電流表的指針半偏此時的電阻即電流表的內阻；此過程中R₂不變；
（2）電阻箱的讀數是從最大的數開始讀．該電阻的阻值：1000×0+100×1+10×8+1×0=180Ω
將上述電流表改裝成量程為6.0V的電壓表，應給該表頭串聯(lián)一個阻值為：I_g×（r_g+R）=U_g
代入數據得：R=1.982×10⁴Ω=19.82kΩ
（3）連接實物圖從電源的正極出發(fā)，逐步連接如圖．

（4）為了使改裝后的電壓表跟標準電壓表V₁從0開始一一進行校對，采用滑動變阻器的分壓接法，如圖：


故答案為：（1）遠遠小，滿偏，半偏，不變；（2）180，19.82；（3）如圖；（4）如圖．

點評：本題考查半偏法測電流表內阻的原理和電壓表的改裝原理以及改裝表的校對，難點是對半偏法測電流表內阻原理的解釋．