Question

3．物理兴趣小组的同学们从实验室找到一个废旧的多用电表，于是拆开进行研究．
（1）同学们按图甲所示的电路、用半偏法测定电流计G的内阻r_g．已知电流计G的量程为200μA．实验室除了提供开关、导线外，还有以下器材，电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）R₂应选用D（选填“C”或“D”）．
A．电源（电动势6V）
B．电阻箱R₁（0～999.9Ω）
C．电位器（0～5kΩ）
D．电位器（0～50kΩ）
（2）同学们测电流计G的内阻步骤如下，请完成实验步骤中的填空．
①对照电路图连接电路，检查无误后，将R₂的阻值调至最大；
②闭合S₂，调节R₂的阻值，使电流计指针偏转到满刻度；
③闭合S₁，保持R₂的阻值不变，调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半；
④读出R₁的阻值为280.0Ω，则被测电流计G的内阻r_g的测量值为280.0Ω，该测量值略小于实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）．
（3）图乙是该多用电表的简化电路图，根据要求回答下列问题：
①图中A是黑表笔（填“红”或“黑”）；
②开关S调到3和4位置上测量的是电阻．测量电流时，开关S调到1位置的量程比较大．（填写图乙中相应位置的数字代号）．

Answer 1

分析 （1、2）明确半偏法测电阻的基本原理，知道实验方法同时根据实验电路分析误差情况；
（3）多用电表测电流和电压时使用外部电源，测电阻时内部电源才接通；测电流和电压时的内部结构根据电表的改装原理判断什么档位为大量程．

解答 解：（1）闭合S₂，电路中电流I不能大于200μA，由I=$\frac{E}{{R}_{2}}$知R₂=$\frac{E}{I}$=$\frac{6}{200×1{0}^{-6}}$=30KΩ，因此只能选择总电阻为50KΩ的D；故选D；
（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280.0Ω，则图中被测电流计G的内阻r_g的测量值为280.0Ω．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）①为了保证电流由正接线柱进入电流计，内部电源的正极应接黑接线柱，故A是黑表笔；
并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；
测量电阻时内部电源被接通，故3、4是电阻档；
测量电流时需要电阻分压，由图可知，开关接1时，分压电阻分压越大，故量程越大；
故答案为：（1）D；（2）280.0；略小于；（3）①黑；②3；4；1；．

点评 本题考查半偏法测量电表内阻以及多用电表的内部结构，要注意明确实验原理，注意分析电路结构；同时明确电压档和电流档的内部结构与前面所学习的电压表电流表的改装原理相同，而欧姆档启用时内部电源被接通．