Question

12．甲要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量范围是0～4V的直流电压表．
①她按如图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r_g，其中电阻R₀约为1kΩ．为使r_g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用B，电阻器R₁应选用C，电阻器R₂应选用F（选填器材前的字母）．
A．电源（电动势1.5V）    B．电源（电动势6V）
C．电阻箱（0～999.9Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）
E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1kΩ）    F．电位器（0～51kΩ）
②如果所得的R₁的阻值为300.0Ω，则如图中被测电流计G的内阻r_g的测量值为300Ω，该测量值略小于实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）． 
③给电流计G串联（选填“串”或“并”）一个阻值为19.7kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表．

Answer 1

分析 ①对于仪器的选择，要根据实验原理，结合题目中数据并根据实验原理通过计算来确定．
②由半偏法测电阻实验原理知，当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．故半偏时R₁的阻值等于r_g．
实际上电阻箱R₁并入后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，该测量值“略小于”表头内阻实际值．
③改装为电压表需串联一个电阻，串联电阻（分压电阻）阻值R可由I_gR_g+I_gR=U来计算，其中U为改装后电压表的满篇电压（量程），该题中U=4V．

解答 解：①由于测量电路要让电流计达到满偏，则要选电源B，故选：B；
由实验原理知R₁应能读出具体数值，故选：C；
闭合S₂，电路中电流I不能大于200μA，由I=$\frac{E}{{R}_{2}+{R}_{0}}$
知R₂=$\frac{E}{I}$-R₀，代入数据得：R₂≈30KΩ，故选：F；
②当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．如果所得的R₁的阻值为300.0Ω，则图中被测电流计G的内阻r_g的测量值为300.0Ω．
实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，该测量值“略小于”实际值．
③将电流计改装成电压表，应串连接入一分压电阻R，由欧姆定律及串联电路分压规律有：U=I_gR_g+I_gR其中U为改装后电压表的满偏电压，
则R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g代入数据解得：R=19.7kΩ．
故答案为：①BCF ②300；略小于；③串19.7

点评 本题考查电压表的改装及半偏法测电阻的实验；该题难度较大，需掌握半偏法测电阻的方法，电表改装原理及误差分析等内容才能解答次题．