Question

19．要精確測量電流表A₁的內(nèi)阻r₁，實驗室提供的器材有：
電流表A₁（量程為150mA，內(nèi)阻約為10Ω）
電流表A₂（量程為300mA，內(nèi)阻約為5Ω）
電壓表V（量程為15V，內(nèi)阻約為3kΩ）
定值電阻R₀（阻值為10Ω）
滑動變阻器R₁（0-10Ω，額定電流為2A）
滑動變阻器R₂（0-250Ω，額定電流為0.3A）
電源E（電動勢為3V，內(nèi)阻較小）
電鍵、導線若干
（1）有人擬將電壓表V和待測電流表A₁并聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出A₁的電壓和電流，再計算出r₁．該方案實際上不可行，其最主要的原因是電壓表V不能準確測出電流表A₁兩端電壓
（2）若實驗時要求電流表A₁的示數(shù)從零開始變化，且能測出多組數(shù)據(jù)，盡可能準確地測量出電流表A₁的內(nèi)阻r₁．請在虛線方框中畫出實驗電路圖，并在圖中標出所用器材的代號；
（3）若選取測量數(shù)據(jù)據(jù)中的一組來計算電流表A₁的內(nèi)阻r₁，則r₁=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$，式中各符號的意義是I₁、I₂分別表示電流表A₁、A₂的讀數(shù)，R₀為10Ω．

Answer 1

分析 （1）的關(guān)鍵是根據(jù)求出待測電壓表的滿偏電壓遠大于電源電動勢，不能使用電壓表測量電壓；
（2）電流表A₁的示數(shù)從零開始變化，且能測出多組數(shù)據(jù)，只有分壓接法才能辦到，電壓表不能用，要再用一個電流表測電流，有U=IR求得電壓，代替電壓表的作用；
（3）的關(guān)鍵是根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律解出待測電流表內(nèi)阻的表達式即可．

解答 解：（1）：電壓表的滿偏電壓為15V，根據(jù)電表的讀數(shù)應(yīng)在半偏左右，讀數(shù)最準確，但此電路中電源電壓為3V，遠小于電壓表的讀數(shù)要求，即兩者并聯(lián)時，電壓表的讀數(shù)過小，所以該方案不行；
（2）電流表A₁的示數(shù)從零開始變化，且能測出多組數(shù)據(jù)，滑線變阻器只能用分壓接法才能辦到，電壓表不能用，要再用一個電流表測電流，有U=IR求得電壓，代替電壓表的作用；電路如圖：
（3）根據(jù)電路圖，由串并聯(lián)電路特點及歐姆定律可得：設(shè)通過電流表A₁、A₂的電流分別為I₁、I₂，R₀為定值電阻
電阻R₀兩端的電壓與電流表A₁的電壓相等，即：U_A1=U_R0=（I₂-I₁）R₀，通過電流表A₁的電流有表盤讀出大小為：I₁，
根據(jù)：$R=\frac{U}{I}$，帶入解得：${r}_{1}=\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$，
故答案為：
（1）電壓表V不能準確測出電流表A₁兩端電壓
（2）電路如圖所示  
（3）$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$，I₁、I₂ 分別表示電流表A₁、A₂的讀數(shù)，R₀為訂制電阻

點評 連接實物電路圖時要注意滑動變阻器的分壓接法；熟練應(yīng)用串并聯(lián)電路特點及歐姆定律是求出電流表內(nèi)阻的關(guān)鍵．