Question

17．一位同學(xué)想測(cè)量一個(gè)有清晰刻度，但沒有示數(shù)、量程、內(nèi)電阻未知的電流表A_x，為了測(cè)量電流表A_x的量程和內(nèi)電阻，可以使用的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．電源（電動(dòng)勢(shì)約4V，內(nèi)電阻忽略不計(jì)）
B．待測(cè)電流表A_x（量程和內(nèi)電阻未知）
C．標(biāo)準(zhǔn)電流表A₀（量程0.6A，內(nèi)電阻未知）
D．電阻箱（阻值范圍0～999.9Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～20Ω）
F．滑動(dòng)變阻器（阻值為0～20kΩ）
G．開關(guān)S和導(dǎo)線若干

該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過程為：
①將實(shí)驗(yàn)儀器按圖1所示電路連接，滑動(dòng)變阻器R₀應(yīng)選E（選填儀器前的字母序號(hào)）；
②將電阻箱R₁的阻值調(diào)至最大，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至某一位置，閉合開關(guān)S；接著調(diào)節(jié)電阻箱，直至電流表A_x滿偏，記錄此時(shí)電阻箱的阻值和標(biāo)準(zhǔn)電流表A₀的示數(shù)；
③移動(dòng)滑片P至滑動(dòng)變阻器的另一位置，再次調(diào)節(jié)電阻箱R₁直至電流表A_x滿偏，記錄此時(shí)電阻箱的阻值和標(biāo)準(zhǔn)電流表A₀的示數(shù)；
④重復(fù)步驟③3～5次；
⑤該同學(xué)記錄了各組標(biāo)準(zhǔn)電流表A₀的示數(shù)I和電阻箱的阻值R₁的數(shù)據(jù)，并作出$I-\frac{1}{R_1}$圖線；
⑥根據(jù)圖2圖線可以求得電流表A_x的量程為0.3A，內(nèi)電阻為0.5Ω．將電流表A_x與一個(gè)阻值為9.5Ω的電阻串聯(lián)就可以組成量程為3V的電壓表．

Answer 1

分析 ①為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖象解題．
把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值．

解答 解：①為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇E；
⑥通過電流表的電流：I=I_g+I₁=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}$=I_g+I_gR_g$\frac{1}{{R}_{1}}$，
I-$\frac{1}{{R}_{1}}$圖象是截距：b=I_g=0.3A，圖象的斜率：k=I_gR_g=$\frac{0.6-0.3}{2.0}$=0.15，
電表內(nèi)阻：R_g=$\frac{k}{{I}_{g}}$=$\frac{0.15}{0.3}$=0.5Ω；
把電流表改裝成3V的電壓表需要串聯(lián)分壓電阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.3}$-0.5=9.5Ω；
故答案為：①E；⑥0.3；0.5；9.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求電表內(nèi)阻與量程、電壓表的改裝問題，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，根據(jù)電路圖應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是解題的關(guān)鍵．