Question

為了測定電流表A₁的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路．其中：A₁是待測電流表，量程為300A，內(nèi)阻約為100 Ω；A₂是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程為200A；R₁是電阻箱，阻值范圍是0～999.9 Ω；R₂是滑動變阻器；R₃是保護電阻；E是電池組，電動勢為4 V，內(nèi)阻不計；S₁是單刀擲開關(guān)．S₂是單刀雙擲開關(guān)．

(1)根據(jù)電路圖，請在圖中畫出連線，將器材連接成實驗電路．

(2)連接好電路，將開關(guān)S₂扳到接點a處，接通開關(guān)S₁，調(diào)整滑動變阻器R₂使電表A₂的讀數(shù)是150A；然后將開關(guān)S₂扳到接點b處，保護R₂不變，調(diào)節(jié)電阻R₁，使A₂的讀數(shù)仍為150A．若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖所示，電阻箱的阻值是________Ω，則待測電流表A₁的內(nèi)阻R₁＝________Ω．

(3)上述實驗中，無論怎樣調(diào)整滑動變阻器R₂的滑動端位置，都要保證兩塊電流表的安全．在下面提供的四個電阻中，保護電阻R₃應(yīng)選用：________(填寫阻值相應(yīng)的字母)．

A．200 kΩ

B．20 kΩ

C．15 kΩ

D．20 Ω

(4)下面提供最大阻值不同的四個滑動變阻器供選用．既要滿足上述實驗要求，又要調(diào)整方便，滑動變阻器________(填寫阻值相應(yīng)的字母)是最佳選擇．

A．1 kΩ

B．5 kΩ

C．10 kΩ

D．25 kΩ

Answer 1

答案：
解析：

解析：(1)實物連線如圖所示． 　　(2)電阻箱的阻值R1＝0×100 Ω＋8×10 Ω＋6×1 Ω＋3×0.1 Ω＝86.3 Ω． 　　本題測量電流表的內(nèi)阻的方法是“替代法”．即用電阻箱的阻值替代電流表A1的內(nèi)阻值，其條件是：開關(guān)S2分別扳到a處和b處時，保持滑動變阻器R2不變，且使電流表A2讀數(shù)相同．所以，待測電流表A1的內(nèi)阻Ω． 　　(3)當(dāng)R2調(diào)為零時，要使電路中的電流I不超過電流表A2的量程，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻R總至少為：Ω＝20 kΩ．由于電流表A1、A2的內(nèi)阻(約為100 Ω)遠(yuǎn)小于R總，故保護電阻R3應(yīng)選用20 kΩ的電阻，但若選用200 kΩ的電阻，則電路中電流太小，電流表A1、A2指針偏轉(zhuǎn)量太小，讀數(shù)不明顯，實驗誤差太大．所以，正確的選項為B． 　　(4)由于R3＝20 kΩ，調(diào)整滑動變阻器R2時，要使電流表A2的讀數(shù)為150，則－R3＝Ω－2×104 Ω≈7 kΩ．若選用1 kΩ或5 kΩ滑動變阻器，則不能滿足實驗要求(A2讀數(shù)為150)；若選用25 kΩ的滑動變阻器，則調(diào)節(jié)范圍太小(不方便調(diào)節(jié))，所以，選用10 kΩ的滑動變阻器較合適，正確的選項為C． 　　點評：實驗條件的控制是高考考查的重點之一．保護電阻和滑動變阻器在電路中起著控制和調(diào)節(jié)的作用，選用時應(yīng)根據(jù)實驗條件和要求進行優(yōu)選，既要保證電表安全(不能太小)，又要方便調(diào)節(jié)(不能太大)．