Question

16．實驗室有一只電流表G，其內(nèi)阻為r_g=180Ω，偏滿電流約為600μA，表盤刻度清晰均勻，刻度總格數(shù)為N．現(xiàn)提供以下可供選用的器材，要求盡可能精確地測出電流表G的滿偏電流．
A．電源E：電動勢約3V、內(nèi)阻約1.5Ω
B．電壓表V：量程0～3V、內(nèi)阻．R_v=4.0kΩ
C．電流表A：量程0～0.6A、內(nèi)阻R_A=0.1Ω
D．滑動變阻器R：最大阻值200Ω
E．開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干
（1）根據(jù)測量需要，除了選用A、D、E所代表的實驗器材外，還應(yīng)選擇B（選填B或C）所代表的實驗器材．請以筆代線將右圖中所選用的實驗器材連接成符合測量要求的電路圖．
（2）測量過程中，測出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中電流表G的指針偏轉(zhuǎn)了n格，另一只電表的示數(shù)為x，則結(jié)合題中其他已知物理量，計算電流表G滿偏電流的表達式為I_g=$\frac{N}{n}•\frac{U}{{R}_{v}}$．
（3）如果實驗測得電流表G的滿偏電流為600μA，則要將它改裝成量程為0～0.06A的電流表，需要將它與一只阻值為1.8Ω（保留兩位有效數(shù)字）的定值電阻并聯(lián)．

Answer 1

分析 通過對題目的分析，找出實驗中可能的實驗原理； 則由原理可以得出實驗的原理圖； 分析各表在電路中的作用可以選出所用儀器；
根據(jù)實驗的原理及電路圖根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得轉(zhuǎn)過n格時的電流值．

解答 解：①由題意需要求出的是電流表A₀的滿偏電流，故應(yīng)通過串聯(lián)的方式測出，但電流表的最大量程0.6A，和待測電流表相差太多，故無法使用，電壓表的電流最大為${I}_{m}=\frac{3V}{3000Ω}=1000μA$，故可以用電壓表代替電流表使用； 故選B；
測量中將電壓表與待測電阻串聯(lián)，因滑動變阻器的電阻只有200Ω，而電壓表內(nèi)阻達到3000Ω，用限流接法無法完成實驗，故可以采用分壓接法；電路如圖所示；
③電壓表與電流表串聯(lián)，則兩表中的電流相等，則由電壓表可求得電流值為：$\frac{U}{{R}_{V}}$，而待測電流表刻度均勻，故有滿偏電流：$\frac{N}{n}•\frac{U}{{R}_{v}}$，其中U為電壓表讀數(shù)，R_v為電壓表內(nèi)阻；
根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知并聯(lián)電阻具有分流作用，所以要將電流表擴大量程應(yīng)將電流表與電阻串聯(lián)，
并聯(lián)電阻的電流為：I_R=0.6A-60×10^-6A
并聯(lián)電阻的電壓與表頭的電壓相等：U=I_gR_g=180×60×10^-6=0.108V
根據(jù)歐姆定律：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.108}{0.6-0.0006}$≈1.8Ω
故答案為：①B ②電路如圖所示． ③$\frac{N}{n}•\frac{U}{R_v}$，U為電壓表讀數(shù)，R_v為電壓表內(nèi)阻．（4）1.8；并

點評 對于實驗的考查側(cè)重于考查學(xué)生的理解，故在解題中要注意分析題意，找出實驗的原理才能正確的解答．