Question

12．六安市某重點中學(xué)高二理科班有甲、乙兩位同學(xué)，利用實驗課時間共同在本校實驗室進(jìn)行了有關(guān)電表改裝的實驗探究．實驗桌上備齊了實驗探究中所需各種器材，其中就有一小量程的電流表，其內(nèi)阻R_g=30Ω，滿偏電流I_g=1mA．
①若他們想用此電流表改裝為量程3V的電壓表，則串聯(lián)的電阻為2970Ω，若將它改裝為量程0.6A的電流表，則并聯(lián)的電阻為0.050Ω（保留兩位有效數(shù)字）
②甲同學(xué)又用此小量程的電流表和電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω的電源以及可變電阻R₁組成了一個簡單的歐姆表電路如圖1，則此歐姆表的中值電阻為1500Ω，若甲同學(xué)想把改裝后的電流表、電壓表、歐姆表適當(dāng)改變和有序組合就可以改為一個多量程多用電表，其設(shè)計的簡化電路如圖2所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置1（填“1、2、3、4、5、6”）時是大量程的電流表．
③若乙同學(xué)用此多用表測量某電學(xué)元件的電阻，選用“×10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，因此需選擇×100（填“×1”或“×100”）倍率的電阻擋，重新歐姆調(diào)零后再測量．若該多用表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能歐姆調(diào)零，用正確的方法再測量同一個電阻，則測得的電阻值將偏大（填“偏大”“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 ①把電流表改裝為電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，改裝成大量程電流表需要并聯(lián)分流電阻，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻阻值．
②分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析答題．
③用歐姆表測電阻，要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近．

解答 解：①把電流表改裝成3V的電壓表，需要串聯(lián)的分壓電阻：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{0.001}$-30=2970Ω，
把電流表改裝成0.6A的電流表需要并聯(lián)的分流電阻阻值：R′=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.001×30}{0.6-0.001}$≈0.050Ω；
②歐姆表的內(nèi)阻：R=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5V}{0.001A}$=1500Ω，由圖示電路圖可知，開關(guān)置于1位置時分流電阻的分流比置于2位置時分流電阻的分流大，因此開關(guān)置于1時電流表量程大．
③測量某電學(xué)元件的電阻，選用“×10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，說明所選擋位太小，為準(zhǔn)確測量電阻阻值，需選擇×100倍率的電阻擋，重新歐姆調(diào)零后再測量．
當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流I_g不變，由公式：I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}}$，
歐姆表內(nèi)阻R_內(nèi)得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}+{R}_{x}}$=$\frac{{I}_{g}}{1+\frac{{R}_{X}}{{R}_{內(nèi)}}}$，
可知當(dāng)R_內(nèi)變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，故歐姆表的示數(shù)變大了，測得的電阻值將偏大．
故答案為：①2970；0.050；②1500；1；③×100；偏大．

點評 本題考查了電壓表與電流表的改裝、歐姆表的使用，知道電表的改裝原理，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點、歐姆定律可以解題；使用歐姆表測電阻時要注意擋位的選擇，使指針指在中央刻度線附近，歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．