Question

13．要用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量一約為100Ω的定值電阻R的阻值，除待測(cè)電阻R_x外，提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
電壓表V （量程為10V，內(nèi)阻約為lkΩ）
兩塊電流表A₁、A₂ （量程為30mA，內(nèi)阻約為3Ω）
滑動(dòng)變阻器（阻值0-10Ω，額定電流足夠大）
定值電阻R₁（阻值約100Ω）
電阻箱R₂ （阻值0-999.9Ω）
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
直流電源（電動(dòng)勢(shì)約9V，內(nèi)阻很小）
由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流表改裝（擴(kuò)大量程），然后 再進(jìn)行測(cè)量．
（1）測(cè)量電流表A₂的內(nèi)阻
按如圖所示的電路測(cè)量A₂的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作：
A．?dāng)嚅_(kāi)S₁
B．閉合S₁、S₂
C．按圖連接線路，將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)至最左端，各開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)
D．調(diào)節(jié)R₂，使A₁的示數(shù)為I₁，記錄R₂的阻值
E．?dāng)嚅_(kāi)S₂，閉合S₃
F．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使A₁、A₂的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A₁的示數(shù)I₁請(qǐng)按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟（填序號(hào)）：CBFEDA．
（2）將電流表A₂（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）
如果（I）步驟D中R₂的阻值為3.6Ω，現(xiàn)用電阻箱R₂將A₂改裝成量程為90mA的電流表A，應(yīng)把R₂阻值調(diào)為1.8Ω與A₂并聯(lián)，改裝后電流表A的內(nèi)阻R_A為1.2Ω．
（3）利用改裝后電流表A、電壓表較準(zhǔn)確地測(cè)量盡的阻值，在所提供的實(shí)物圖中，部分接線已接好，請(qǐng)將電路接線補(bǔ)充完整．
（4）實(shí)驗(yàn)中電流表A₂的示數(shù)為24mA時(shí)，電壓表的示數(shù)為6.84V，則R_x的阻值為93.8Ω．

Answer 1

分析 在測(cè)量電阻的方法中，最常用的是伏安法測(cè)量電阻，也可以采用半偏法和等效法；該題的實(shí)驗(yàn)步驟中，兩次讀出電流表A₁ 的讀數(shù)為I₁，可斷定該實(shí)驗(yàn)測(cè)量電流表A₂的內(nèi)阻使用的方法是等效替代，即用R₂代替A₂．電流表改裝的方法是并聯(lián)小電阻，并聯(lián)后量程增加，內(nèi)阻變�。�

解答 解：（1）依據(jù)替代法測(cè)電流表內(nèi)阻的操作流程，等效替代法測(cè)電阻的核心是“效果相同”，本題中體現(xiàn)為使A₁的示數(shù)相同，所以需要先接通開(kāi)關(guān)S₂，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₃，調(diào)節(jié)出一個(gè)電流值，然后接通開(kāi)關(guān)S₃，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₂的電阻值，使電流表A₁的示數(shù)與上一次相同，記錄電阻箱的電阻，即為所求．實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)斷開(kāi)電源；所以步驟為 CBFEDA．
（2）由電流表改裝知識(shí)可得，量程擴(kuò)大為3倍，根據(jù)并聯(lián)電路分流規(guī)律可知：并接電阻應(yīng)為電流表內(nèi)阻的一半，即1.8Ω；改裝后電流表A的內(nèi)阻R_A=$\frac{1.8×3}{1.8+3}$≈1.2Ω
（3）電路接線如圖所示，即變阻器分壓式、電流表內(nèi)接法；連接實(shí)物圖如圖所示；
（4）電流表A₂示數(shù)是24mA，那么并接電阻的電流為48mA，所以
R_X=$\frac{6.84}{0.072}$-1.2=93.8（Ω）
故答案為：
（1）C、B、F、E、D、A
（2）1.8 1.2
（3）如圖
（4）93.8

點(diǎn)評(píng) 本題考查電表內(nèi)阻的測(cè)量方法及表的改裝問(wèn)題測(cè)電阻的方法有伏安法、半偏法、等效替代法等．電表改裝原理可記為“串大并小”．該題需要理解實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)的方法．