Question

7．某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的實(shí)驗電路來測量實(shí)際電流表G₁的內(nèi)阻r₁的大小．要求：測量盡量準(zhǔn)確，滑動變阻器調(diào)節(jié)方便．
供選擇的實(shí)驗器材有：
A．待測電流表G₁（0～5mA，內(nèi)阻r₁約為300Ω）
B．電流表G₂（0～10mA，內(nèi)阻r₂約為100Ω）
C．定值電阻R₁（300Ω）
D．定值電阻R₂（10Ω）
E．滑動變阻器R₃（0～100Ω）
F．滑動變阻器R₄（0～20Ω）
G．電源（一節(jié)干電池，1.5V）
H．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（1）在實(shí)驗時同學(xué)們采用了如上圖所示的實(shí)物電路，在具體實(shí)驗操作中漏接了一根導(dǎo)線，請在實(shí)物電路圖中添上遺漏的導(dǎo)線．
（2）請根據(jù)實(shí)物電路選擇實(shí)驗器材．其中：①定值電阻應(yīng)選D；②滑動變阻器應(yīng)選F（填字母序號）．
（3）實(shí)驗中移動滑動觸頭至某一位置，記錄G₁、G₂的讀數(shù)I₁、I₂，重復(fù)幾次，得到幾組數(shù)據(jù)，以I₂為縱坐標(biāo)，以I₁為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，根據(jù)圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式為r₁=（k-1）R₁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目要求明確實(shí)驗接法應(yīng)采用分壓接法，從而確定實(shí)物圖中缺少的導(dǎo)線；
（2）根據(jù)實(shí)驗電路圖分析明確定值電阻及滑動變阻器的作用，則可以選擇電阻值；
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出對應(yīng)的表達(dá)式，由數(shù)學(xué)規(guī)律可確定待測電阻的內(nèi)阻．

解答 解：（1）根據(jù)題目要求可知，若用總電阻較大的滑動變阻器進(jìn)行測量，調(diào)節(jié)很困難，故應(yīng)使用小電阻采用滑動變阻器外接法；故應(yīng)采用如圖如示電路，實(shí)物圖缺少的導(dǎo)線如圖所示：

（2）由實(shí)物圖可知，將一定值電阻與待測電流表并聯(lián)分流，因電流表內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用小的定值電阻D；由（1）的分析可知，滑動變阻器采用小電阻F；
（3）由串并聯(lián)電路的規(guī)律可知：r₁=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{2}}{{I}_{1}}$，變形得：I₂=I₁（R₂+r₁）×$\frac{1}{{R}_{2}}$，
即圖象的斜率k=R₁+r₁，解得：R_x=（K-1）R₁；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）D；F；（3）（k-1）R₁．

點(diǎn)評 本題為探究型實(shí)驗，要求能明確實(shí)驗原理，注意題干中的要求；明確題意后再確定應(yīng)采用哪些基本原理進(jìn)行分析求解；本題中注意分壓接法的確定．