Question

15．某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路．已知表頭G滿偏電流為100μA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900Ω．R₁、R₂和R₃是定值電阻．利用R₁和表頭構(gòu)成1mA的電流表，然后再將其改裝為兩個(gè)量程的電壓表．
（1）若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V；若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V．則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R₁=100Ω，R₂=910Ω，R₃=2000Ω．
（2）用量程為3V，內(nèi)阻為2500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對(duì)改裝表3V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)．所用電池的電動(dòng)勢(shì)E為5V；滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50Ω和5kΩ．為了方便實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器．
（3）校準(zhǔn)時(shí)，在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P應(yīng)靠近M（填“M”或“N”）端．
（4）若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值大于（填“大于”或“小于”）900Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串并聯(lián)電路的知識(shí)求定值電阻的阻值
（2）在保證安全的前提下，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
（3）分壓電路，控制電路兩端的電壓由0開始增大，同時(shí)也起到保護(hù)作用
（4）改裝表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏小，指針偏轉(zhuǎn)的角度偏小，流過的表頭的電流偏小，可能是表頭電阻偏

解答 解：（1）根據(jù)題意與表頭G構(gòu)成1mA的電流表，則有：${R}_{1}=\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×900}{1×1{0}^{-3}-100×1{0}^{-6}}$=100Ω
若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V，則有：R₂=$\frac{{U}_{ab}-{I}_{g}{R}_{g}}{I}$=$\frac{1-0.09}{1×1{0}^{-3}}$=910Ω
若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V，則有：R₃=$\frac{{U}_{ac}-{I}_{g}{R}_{g}-I{R}_{2}}{I}$=2000Ω
（2）電壓表與之并聯(lián)之后，電阻小于2500Ω，對(duì)于分壓式電路，要求滑動(dòng)變阻器的最大值遠(yuǎn)小于并聯(lián)部分，同時(shí)還要便于調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器選擇小電阻，即選擇50Ω的電阻．
（3）在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P應(yīng)靠近M端，這樣把并聯(lián)部分電路短路，起到一種保護(hù)作用．
（4）造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，說明通過表頭G的電流偏小，則實(shí)際其電阻偏大，故其實(shí)際阻值大于900Ω
故答案為：（1）100，910，2 000；（2）50；（3）M；（4）大于

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是電壓表和電流表的改裝原理，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．