Question

13．將一只量程10mA、內(nèi)阻未知的電流表改裝成量程1A的安培表，提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
電源：1.5V干電池2節(jié)
電流表G（量程10mA）          
安培表A₁（量程0.6A）             
安培表A₂（量程2A）
定值電阻R_A=200Ω             
定值電阻R_B=5Ω                
定值電阻R_C=2Ω
電阻箱R（0～99.99Ω）            
滑動變阻器R₀（0～10Ω）           
開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）測量電流表的內(nèi)阻R_g，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，其中定值電阻R₂選擇了R_B，則R₁應(yīng)該選擇R_C；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中改變R₀的阻值，測得電流表G和安培表A₁的讀數(shù)I_g、I如下，請?jiān)趫D3I_g-I坐標(biāo)系中作出圖線，根據(jù)圖線可求出電流表內(nèi)阻R_g=243Ω；

Ig/mA	2.4	4.0	6.0	8.4	10.0
I/A	0.12	0.20	0.30	0.42	0.50

（3）將電阻箱與電流表G并聯(lián)改裝成量程為1A的安培表，電阻箱取值為2.45Ω；
（4）圖2是對改裝電流表進(jìn)行校對的實(shí)物電路，部分電路沒有連線，請正確完成電路連線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)步驟選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象，然后根據(jù)圖象應(yīng)用歐姆定律求出電流表內(nèi)阻．
（3）把電流計(jì)改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出并聯(lián)電阻阻值．
（4）根據(jù)題意確定滑動變阻器的與電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．

解答 解：（1）定值電阻R₂選擇了R_B，兩并聯(lián)支路電阻應(yīng)相差不多，電流計(jì)所在支路總電阻約為5Ω，考慮電流計(jì)有內(nèi)阻，則R₁應(yīng)該選擇R_C．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

并聯(lián)電路兩端電壓：U=I₂R_B=（I-I_g）R_B，
由歐姆定律可知：R=R_g+R_C=$\frac{U}{{I}_{g}}$=$\frac{（I-{I}_{g}）{R}_{B}}{{I}_{g}}$，
整理得：I_g=$\frac{{R}_{B}}{{R}_{g}+{R}_{B}+{R}_{C}}$I，
I_g-I圖象的斜率：k=$\frac{{R}_{B}}{{R}_{g}+{R}_{B}+{R}_{C}}$=$\frac{△{I}_{g}}{△I}$=$\frac{0.010-0}{0.5-0}$=0.02，
解得：R_g=243Ω；
（3）并聯(lián)電阻阻值：R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.01×243}{1-0.01}$≈2.45Ω．
（4）校對改裝后的電流表，通過電流表的電流應(yīng)從零開始變化，
滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，兩電流表應(yīng)串聯(lián)，實(shí)物電路圖如圖所示：

故答案為：（1）R_C；（2）243；（3）2.45；（4）電路圖如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求電流計(jì)內(nèi)阻、電流表的改裝與校對等問題，測電流計(jì)內(nèi)阻難度較大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定滑動變阻器與電流表的接法是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．