Question

17．在“把电流表改装为电压表”的实验中，需利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下．
①接通S₁（S₂未接通），调节R₁，使电流表指针偏转到满刻度；
②保持S₁闭合，再接通S₂，调节R₂，使电流表指针偏转到满刻度的$\frac{1}{2}$；
③读出R₂的阻值，可得到r_g=R₂（填表达式）．
已知电源的电动势为3V，内阻不计；电流表满偏电流为500μA，其内阻约在50Ω左右．实验室配有的可变电阻有：
A．电阻箱（0～999.9Ω）　　　　　　　　　　　　　　　　　B．电阻箱（0～99.9Ω）
C．滑动变阻器（0～10KΩ）　　　　　　　　　　　　　　　D．滑动变阻器（0～1KΩ）
（1）电路中R₁应选C，R₂应选B．（填序号）
（2）上述实验中电流表内阻的测量值和真实值相比偏小（选填“偏大”或“偏小”）
（3）如果测得该电流表内阻阻值为55Ω，要将其改装为量程为3V电压表，应串联一个阻值为5945Ω的电阻．

Answer 1

分析 （1）根据半偏法测量电流表内阻的原理进行器材的选择；
（2）根据实验原理分析实验误差；
（3）电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压．

解答 解：由于R₁＞＞R_g，故干路电流几乎不变，电流表半偏，说明r_g=R₂；
（1）由“半偏法测量电流表内阻原理”，S₂打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R₁＞＞R_g．故实验器材选择应满足：①电源电动势尽可能大，②R₁尽可能大．所以R₁选用C，R₂选用量程跟电流表内阻差不多的即可，选B．
（2）接通S₂时，整个电路阻值变小，电路电流变大，大于接通S₂前的电路电流，
即大于电流表的满偏电流，滑动变阻器R₁两端电压变大，电流表两端电压变小，
小于S₂闭合前的电压，即小于电流表的满偏电压，调节R₂，使电流表指针偏转到满刻度的$\frac{1}{2}$，
则流过R₂的电流大于电流表满偏电流的$\frac{1}{2}$，电流表并联电压小于电流表的满偏电压，
由欧姆定律可知，R₂的阻值小于电流表内阻的两倍，即电流表内阻测量值偏小．
（3）电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压：
U=I_g（R₂+R），
3V=500×10^-6（55+R），
解得：
R=5945Ω．
故答案为：
③R₂；
（1）C；B；
（2）偏小；
（3）串；5945．

点评 本题考查了实验器材的选择、实验误差分析、把电流表改装为电压表等问题，实验器材的选取及实验误差分析是本题的难点，知道实验器材的选取原则并灵活应用、熟练应用串并联电路特点及欧姆定律即可正确解题．