Question

13．某同學(xué)準(zhǔn)備用500μA的電流表改裝成一塊量程為2.0V的電壓表．他為了能夠更精確地測量電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖1所示的實驗電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下
A．電流表G₁（量程1.0mA，內(nèi)電阻約100Ω）
B．電流表G₂ （量程500μA，內(nèi)電阻約200Ω）
C．電池組E（電動勢為3.0V，內(nèi)電阻未知）
D．滑線變阻器R（0-25Ω）
E．四旋鈕電阻箱R₁（總阻值9 999Ω）
F．保護(hù)電阻R₂ （阻值約100Ω）
G．開關(guān)S₁，單刀雙擲開關(guān)S₂

（1）實驗中該同學(xué)先合上開關(guān)S_l，再將開關(guān)S₂與a相連，調(diào)節(jié)滑線變阻器R，當(dāng)電流表G₂有某一合理的示數(shù)時，記下電流表G₁的示數(shù)I；然后將開關(guān)S₂與b相連，保持滑動變阻器接入電路的電阻不變不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表G_l的示數(shù)仍為I時，讀取電阻箱讀數(shù)r．
（2）由上述測量過程可知，電流表G₂內(nèi)電阻的測量值r_g=r．
（3）若該同學(xué)通過測量得到電流表G₂的內(nèi)電阻值為190Ω，他必須將一個3.81kΩ的電阻與電流表G₂串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2.0V的電壓表．
（4）在圖2中的實物圖中連線．

Answer 1

分析 （1）（2）由電路結(jié)構(gòu)知電流表A₂與R₁具有同樣位置，當(dāng)通過電流相等時，電阻相等．則可得出測量值；
（3）電流表改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，串聯(lián)的阻值為R=$\frac{U}{{I}_{g}}{-R}_{g}$，U為改裝后的量程．
（4）如原理圖即可得出實物圖．

解答 解：（1）根據(jù)實驗原理可知，①要保持電路不變即：滑動變阻器接入電路的電阻不變；調(diào)節(jié)電阻箱R₁，則可使G₁的讀數(shù)不變；則電阻箱的讀數(shù)即為G₂內(nèi)電阻的測量值；
②則由電路規(guī)律可知，電流表內(nèi)阻即為r；
（3）由改裝原理可知，裝成電壓表要串聯(lián)電阻R：R=$\frac{U}{{I}_{g}}{-R}_{g}$=$\frac{2}{500×1{0}^{-6}}$-190=3.81×10³Ω=3.81KΩ
（4）根據(jù)原理圖連接實物圖如右圖所示；

故答案為：（1）滑動變阻器接入電路的電阻不變；電阻箱的阻值；
（2）r；
（3）3.81；
（4）如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查電表的改裝及電阻的測量，要注意等效替代法的正確應(yīng)用；等效替代思想是物理學(xué)中一種非常重要的思想方法，應(yīng)該靈活運(yùn)用．