Question

5．某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路測(cè)量一微安表（量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω）的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R₁，R₂（其中一個(gè)阻值為20Ω，另一個(gè)阻值為2000Ω）；電阻箱R_z（最大阻值為99999.9Ω）；電源E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V）；單刀雙擲開關(guān)S₁和S₂．C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片．

（1）按原理圖（a）將圖（b）中的實(shí)物連線．
（2）完成下列填空：
①R₁的阻值為20Ω（填“20”或“2000”）
②為了保護(hù)微安表，開始時(shí)將R₁的滑片C滑到接近圖（a）中的滑動(dòng)變阻器的左端（填“左”或“右”）對(duì)應(yīng)的位置；將R₂的滑片D置于中間位置附近．
③將電阻箱R_z的阻值置于2500.0Ω，接通S₁．將R₁的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R₂的滑片D的位置、最終使得接通S₂前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S₂接通前B與D所在位置的電勢(shì)相等（填“相等”或“不相等”）
④將電阻箱R_z和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將R_z的阻值置于2601.0Ω時(shí)，在接通S₂前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待微安表的內(nèi)阻為2550Ω（結(jié)果保留到個(gè)位）．
（3）寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議：調(diào)節(jié)R₁上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路原理圖在實(shí)物圖上連線；
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法確定R₁選擇阻值較小或較大的滑動(dòng)變阻器；②為了保護(hù)微安表，分析滑片C開始應(yīng)處的位置；
③接通S₂前后，微安表的示數(shù)保持不變，由此分析電勢(shì)高低；
④根據(jù)比例方法確定R_x的值；
（3）從減少誤差的方法來提出建議．

解答 解：（1）根據(jù)電路原理圖在實(shí)物圖上連線，如圖所示：

（2）①R₁選擇20Ω；這是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的分壓式接法要求滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于負(fù)載阻值，滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小，滑片滑動(dòng)時(shí)，電壓變化越均勻，越有利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行；故R₁=20Ω；
②為了保護(hù)微安表，通過微安表的電流應(yīng)從零逐漸增大，當(dāng)滑片C滑到滑動(dòng)變阻器的最左端時(shí)，通過微安表的電流為零．所以開始時(shí)，滑片C應(yīng)滑到滑動(dòng)變阻器的最左端；
③接通S₂前后，微安表的示數(shù)保持不變，則微安表兩端的電壓不變，又微安表右端電勢(shì)在S₂接通前后保持不變，所以說明S₂接通前B與D所在位置的電勢(shì)相等；
④設(shè)微安表內(nèi)阻為R_x，根據(jù)題意有$\frac{2500}{{R}_{x}}=\frac{{R}_{x}}{2601}$，解得R_x=2550Ω；
（3）為了提高精度，可以調(diào)節(jié)R₁上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程．
原因是，在微安表的讀數(shù)接近滿量程的情況下，為了使B、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等而調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂時(shí)，R₂滑片的微小偏差將導(dǎo)致微安表指針產(chǎn)生較大偏擺，有利于更精確的調(diào)節(jié)R₂；反之，在微安表指針偏擺較小的情況下，R₂滑片的微小偏差很難從微安表上顯示出來．
故答案為：（1）圖見解析；（2）①20；②左；③相等；④2550；（3）調(diào)節(jié)R₁上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)題，要弄清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理以及數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問題，一般的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法都是根據(jù)教材上給出的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行拓展，延伸，所以一定要熟練掌握教材中的重要實(shí)驗(yàn)．對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器的選取一般要求滿足安全性原則、準(zhǔn)確性原則和操作方便原則．