Question

8． 為測定電流表A₁的內(nèi)阻，器材如下：
A．電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為5Ω）
B．電流表A₂（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ）
D．定值電阻R₀（阻值為5Ω）
E．滑動變阻器R₁（阻值為10Ω，額定電流為1A）
F．滑動變阻器R₂（阻值為250Ω，額定電流為0.3A）
G．電源E（電動勢3V，內(nèi)阻不計）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
在上述提供的器材中，要完成此實驗，測量要求盡可能精確，電表讀數(shù)范圍寬，請你完成以下問題：
（1）需選用的器材有：ABDEGH（填相應(yīng)器材前的序號）．
（2）在方框內(nèi)畫出測量A₁內(nèi)阻的實驗電路圖．
（3）若已測得電流表A₁示數(shù)I₁隨電流表A₂示數(shù)I₂變化情況如圖乙所示，則電流表A₁的內(nèi)阻為（$\frac{a}$-1）R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理與所給實驗器材選擇實驗所需實驗器材．
（2）根據(jù)實驗原理與實驗器材作出實驗電路．
（3）根據(jù)圖示電路圖應(yīng)用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電流表內(nèi)阻．

解答 解：（1）實驗需要電源、開關(guān)、導(dǎo)線，需要的實驗器材有G、H；
實驗需要測量電壓與電流，電源電動勢為3V，電壓表量程為15V，電壓表量程遠(yuǎn)大于電源電動勢，不能用電壓表測電壓，
可以用電流表與定值電阻并聯(lián)測電壓，實驗需要電流表A、B，定值電阻D；
為測多組實驗數(shù)據(jù)實驗需要滑動變阻器，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇E，因此需要的實驗器材有：ABDEGH；
（2）電流表A₁的量程小于電流表A₂的量程，電流表A₁與定值電阻并聯(lián)，電流表A₂串聯(lián)在電路中，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路如圖所示：

（3）電流表A₁兩端電壓與定值電阻R₀兩端電壓相等，
U_A1=（I₂-I₁）R₀，電流表A₁的內(nèi)阻：r_A1=$\frac{{U}_{A1}}{{I}_{A1}}$=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$，
整理得：I₁=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+{r}_{A1}}$I₂，I₁-I₂圖象的斜率：k=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+{r}_{A1}}$=$\frac{a}$，
電流表A₁的內(nèi)阻：r_A1=（$\frac{a}$-1）R₀；
故答案為：（1）ABDEGH；（2）電路圖如圖所示；（3）（$\frac{a}$-1）R₀．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路圖、求電流量表內(nèi)阻，這是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；要掌握實驗器材的選擇原則，知道實驗原理與實驗器材是設(shè)計實驗電路的關(guān)鍵，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是求電流表內(nèi)阻的關(guān)鍵．