Question

10．（1）某同學(xué)將靈敏電流計(jì)改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表，改裝后進(jìn)行校驗(yàn)．先按圖甲電路連接，調(diào)整分壓器滑動(dòng)觸頭使改裝表達(dá)到滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₀上示數(shù)為2.5V．再按圖乙電路連接，給改裝表串一個(gè)2.7KΩ電阻，調(diào)整滑動(dòng)觸頭，使改裝表仍能達(dá)到滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₀上示數(shù)為5V，問：
①圖甲中改裝表的總內(nèi)阻是2700Ω．
②采取什么措施可使該電表的改裝能夠成功：給改裝表再串聯(lián)一個(gè)阻值為540Ω的電阻．你改進(jìn)的依據(jù)是：串聯(lián)電阻可以分壓．

（2）為了研究歐姆表的內(nèi)部電池對(duì)電阻測量值的影響，某同學(xué)在多用電表內(nèi)放入一節(jié)電動(dòng)勢為1.5V的干電池，換擋開關(guān)置于“×10”位置，將紅墨筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后按如圖丙所示與標(biāo)準(zhǔn)電阻箱連接，調(diào)節(jié)電阻箱，使電表指針恰好位于表盤中央，如圖丁所示，此時(shí)電阻箱阻值為150Ω，則歐姆表此檔內(nèi)阻為150Ω．
  接著他又在多用電表內(nèi)換上一節(jié)電動(dòng)勢為1.3V的干電池，在與電阻箱重新連接前他需要進(jìn)行的操作是將紅墨表筆短接進(jìn)行歐姆表調(diào)零．再按圖丙所示與標(biāo)準(zhǔn)電阻箱連接，調(diào)節(jié)電阻箱指針又恰好指在圖丁所示位置，則此時(shí)電阻箱的阻值為130Ω．可見歐姆表內(nèi)部電池電動(dòng)勢減小了，可使歐姆表的測量值比真實(shí)值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．
（2）歐姆表工作原理是閉合電路的歐姆定律，歐姆表內(nèi)阻等于其中值電阻，應(yīng)用閉合電路的歐姆定律可以求出電阻；使用歐姆表測電阻前要進(jìn)行歐姆調(diào)零．

解答 解：（1）①改裝電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)，它們兩端的電壓相等，
由題意可知：I_gR_V=2.5V，I_g（R_V+2.7kΩ）=5V，解得：R_V=2700Ω，I_g=$\frac{25}{27000}$A；
②改裝后電壓表滿偏電壓比標(biāo)準(zhǔn)電壓小，說明電壓表串聯(lián)電阻偏小，
可以給改裝后的電壓表再串聯(lián)一個(gè)電阻加以校準(zhǔn)，
串聯(lián)電阻阻值：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_V=$\frac{3V}{\frac{25}{27000}A}$-2700Ω=540Ω；
（2）電阻箱阻值為150Ω，此時(shí)歐姆表指針指在中央刻度線處，
歐姆表半偏，由閉合電路歐姆定律可知，歐姆表內(nèi)阻與所測電阻阻值相等為：150Ω；
歐姆表的滿偏電流：I_g=$\frac{U}{{R}_{內(nèi)}}$=$\frac{1.5V}{150Ω}$=0.01A；
當(dāng)電源電動(dòng)勢為1.3V時(shí)歐姆調(diào)零后歐姆表內(nèi)阻：R_內(nèi)′=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.3V}{0.01A}$=130Ω，
當(dāng)歐姆表指針指在中央刻度線處時(shí)：$\frac{1}{2}$I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}′+R}$，解得：R=130Ω，
此時(shí)電阻箱阻值為130Ω，此時(shí)歐姆表指針指在中央刻度線處，示數(shù)為150Ω，由此可知，此時(shí)電阻測量值偏大．
故答案為：（1）①2700；②給改裝表再串聯(lián)一個(gè)阻值為540Ω的電阻；串聯(lián)電阻可以分壓．（2）150；短接進(jìn)行歐姆表調(diào)零；130；偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表的改裝與歐姆表的工作原理；把電流表改裝為電壓表或擴(kuò)大電壓表量程的原理是：串聯(lián)電阻可以分壓，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以解題；歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律，應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以解題．