Question

18．實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測(cè)量實(shí)際電流表G₁的內(nèi)阻r₁的實(shí)物連接如圖（a）所示．供選擇的儀器如下：
A．待測(cè)電流表G₁（0～5mA，內(nèi)阻約為300Ω）
B．電流表G₂（0～10mA，內(nèi)阻約為100Ω）
C．定值電阻R₁（300Ω）
D．定值電阻R₂（10Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₃（0～1000Ω）
F．滑動(dòng)變阻器R₄（0～20Ω）
G．干電池（1.5V）
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干．

（1）定值電阻應(yīng)選C，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．（填儀器符號(hào)）
（2）將實(shí)物連接補(bǔ)充完整．
（3）補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟：
①按要求連接電路，將滑動(dòng)觸頭移至最左（填“左”或“右”）端；
②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭到某一位置，記錄G₁、G₂的示數(shù)I₁、I₂；
③多次改變滑動(dòng)觸頭的位置，記錄相應(yīng)的G₁、G₂的示數(shù)；
④以I₂為縱坐標(biāo)，I₁為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖（b）所示．
（4）根據(jù)I₂-I₁圖線的斜率k及定值電阻的阻值，寫出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式r₁=（k-1）R₁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)定值電阻阻值與待測(cè)電流表內(nèi)阻相等可知將二者并聯(lián)后總電流與電流表G₂的滿偏電流相等，所以測(cè)量電路應(yīng)是將待測(cè)電流表與定值電阻R₁并聯(lián)后再與電流表G₂串聯(lián)；再根據(jù)變阻器采用分壓式接法時(shí)阻值越小時(shí)調(diào)節(jié)越方便即可選出變阻器R₄；
（2）根據(jù)實(shí)物圖的連接要求連接實(shí)物圖；
（3）明確閉合電鍵前應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小的一端；
（4）根據(jù)物理規(guī)律寫出I₂與I₁的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)斜率的概念即可求解．

解答 解：（1）由于定值電阻：C、R₁的電阻與待測(cè)電流表G₁內(nèi)阻接近相等，可將二者并聯(lián)，再與電流表G₂串聯(lián)；
由于變阻器采用分壓式接法時(shí)，阻值越小調(diào)節(jié)越方便，所以變阻器應(yīng)選阻值小的：F、R₄；
（2）根據(jù)題（1）的分析，安實(shí)物電路圖連接要求連圖，得出實(shí)物圖如圖所示：
（3）為保護(hù)電流表，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小處，故應(yīng)滑到最左端；
（4）由電路圖根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有：I₁+$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{R}_{1}}$=I₂，解得：I₂=（1+$\frac{{r}_{1}}{{R}_{1}}$）I₁，
根據(jù)函數(shù)斜率的概念應(yīng)有：k=（1+$\frac{{r}_{1}}{{R}_{1}}$），解得：r₁=（k-1）R₁；
故答案為：（1）C；F；（2）電路圖如圖所示；（3）左；（4）（k-1）R₁．

點(diǎn)評(píng) 解答本題應(yīng)明確：①設(shè)計(jì)電路時(shí)，可先畫出可能的電路圖，然后選擇能求出待測(cè)量的電路即可；②變阻器采用分壓式接法時(shí)，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)；③遇到根據(jù)圖象求解的問題，首先根據(jù)物理規(guī)律寫出公式，然后整理出關(guān)于阻值與橫軸物理量的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念即可求解．