Question

18．现要用电流表测量电路的电流，但由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此需要先测量电流表内阻然后将电流表改装扩大量程．可供选择的器材如下：
电流表A₁、A₂（量程0～500μA，内阻约为500Ω）
滑动变阻器R（阻值0～100Ω．额定电流1.0A）
定值电阻R₁（阻值约为100Ω）
电阻箱R₂（阻值0～999.9Ω）
开关．导线若干电源E
（1）测量电流表A₂的内阻，以下给出了实验中必要的操作：
A．断开S₁
B．闭合S₁、S₂
C．按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左（填“左”或“右”）端，R₂调至最大．
D．调节R₂，使表A₁的示数为I₁，记录R₂的值
E．断开S₂，闭合S₃
F．调节滑动变阻器R，使表A₁、A₂的指针偏转适中，记录表A₁的示数I₁
请把上述实验步骤中的空白处填上正确内容，然后按合理的顺序排列实验步骤：CBFEDA．（填序号）
（2）将电流表A₂（较小量程）改装成电流表A（较大量程），如果（1）中测出A₂的内阻为468.0Ω，现用R₂将A₂改装成量程为20mA的电流表A，应把R₂调为12Ω与A₂并联．

Answer 1

分析 在测量电阻的方法中，最常用的是伏安法测量电阻，偶尔也见到半偏法和等效法；该题的实验步骤中，两次读出电流表A₁ 的读数为I₁，可断定该实验测量电流表A₂的内阻使用的方法是等效替代，即用R₂代替A₂．电流表改装的方法是并联小电阻，并联后量程增加，内阻变小．测电源电动势和内阻类问题，其核心原理为闭合电路的欧姆定律．

解答 解：（1）为了保证实验的安全，在操作中要求滑动变阻器要放在使电流最小的位置，该电路图中，变阻器的滑片开始时放在最左边是正确的；
为了电路的安全，电阻箱的电阻值调到最大时，电流的电流最小，所以R₂需要调到最大；
     等效替代法测电阻的核心是“效果相同”，本题中体现为使A₁的示数相同，所以需要先接通开关S₂，同时断开开关S₃，调节出一个电流值，然后接通开关S₃，同时断开开关S₂，调节电阻箱R₂的电阻值，使电流表A₁的示数与上一次相同，记录电阻箱的电阻，即为所求．所以步骤为 CBFEDA
（2）改装原理如下图所示

电阻R₂需要分担电流：I₂ =20mA-500μA=0.0195A
电阻R₂电压：U₂=I_A×R=500μA×468Ω=0.234V
则：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{0.234}{0.0195}$=12Ω；
故答案为：（1）左；最大；CBFEDA；（2）12．

点评 测电阻的方法有伏安法、半偏法、等效替代法等．电表改装原理可记为“串大并小”．该题需要理解实验的原理和实验的方法．中档难度．