Question

17．某同學要測量儀電流表A（量程300μA）內部通電小球導線的電阻率ρ，實驗步驟如下：

（1）用米尺測量通電小球導線的長度L；
（2）用螺旋測微器測量其直徑為D；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此電流表A的電阻，表盤的示數(shù)如圖1，則該電表的內阻約為190Ω；
（4）現(xiàn)要精確測量此電流表A的內阻r₁，給定器材有：
�。�待測電流表A（量程300μA）
ⅱ．電壓表V（量程3V，內阻r₂=1kΩ）
ⅲ．電源E（電動勢4V，內阻忽略不計）
ⅳ．定值電阻R₁=20Ω
ⅴ．滑動變阻器R₂（阻值范圍0～20Ω，允許通過的最大電流0.5A）
ⅵ．電鍵S一個，導線若干
要求測量時兩電表的指針的偏轉均超過其量程的一半．
a．在框中畫出電路原理圖2．
b．電路接通后，測得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，用已知和測得的物理量表示電流表內阻r₁=$\frac{（U-I{r}_{2}）{R}_{1}}{I{r}_{2}}$．

Answer 1

分析 （3）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（4）根據(jù)題意確定電流表、電壓表與滑動變阻器的接法，然后作出電路圖；根據(jù)實驗步驟應用歐姆定律求出電流表的內阻．

解答 解：（3）用多用電表的電阻“×10”擋測電阻，由圖示表盤可知，歐姆表的讀數(shù)為：19×10=190Ω；
（4）a、電流表內阻約為190Ω，電壓表量程為3V，通過電流表的最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{190}$A≈0.016A=160mA，
遠大于電流表量程300μA，如果把電流表直接串聯(lián)在電路中會損壞電流表，電壓表內阻為1kΩ，為保證電路安全，
可以把電流表與定值電阻并聯(lián)，然后與電壓表串聯(lián)，為方便實驗操作、多次幾組實驗數(shù)據(jù)，
滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：
b、通過電壓表的電流：I_V=$\frac{U}{{r}_{2}}$=I+$\frac{I{r}_{1}}{{R}_{1}}$，
解得：r₁=$\frac{（U-I{r}_{2}）{R}_{1}}{I{r}_{2}}$；
故答案為：（3）190；（4）a、電路圖如圖所示，$\frac{（U-I{r}_{2}）{R}_{1}}{I{r}_{2}}$．

點評 本題考查了歐姆表讀數(shù)、設計實驗電路圖、求電流表內阻，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表讀數(shù)；根據(jù)題意確定電表與滑動變阻器的接法是設計電路圖的關鍵．