Question

5．為了測(cè)試某一電流表A的內(nèi)阻r₁，給定的器材有：

器         材	規(guī)格
待測(cè)電流表A	量程300μA，內(nèi)阻r1約為100Ω
電壓表V	量程3V，內(nèi)阻r2=1kΩ
定值電阻R1	阻值為10Ω
滑動(dòng)變阻器R2	阻值0～20Ω，允許通過(guò)的最大電流0.5A
電源E	電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不能忽略
電鍵一只，導(dǎo)線若干

要求測(cè)量時(shí)兩塊電表的指針的偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半．
①在方框中畫出測(cè)量電路原理圖．
②電路接通后，測(cè)得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，用已知和測(cè)得的物理量表示電流表的內(nèi)阻r₁=（$\frac{U}{{I{r_2}}}$-1）R₁．

Answer 1

分析 Ⅱ．①要測(cè)電流表內(nèi)阻，需要測(cè)出電流表兩端電壓與通過(guò)電流表的電流；根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，然后按照題目要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，作出電路圖．
②根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，應(yīng)用歐姆定律求出電流表阻值．

解答 解：①如果把滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表串連接入電路，電路最小電流：
I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+{r}_{1}}$=$\frac{4}{10+20+100}$≈0.03A=30000μA，大于電流表量程，
因此不能采用串聯(lián)的方法，可以把電流表與定值電阻并聯(lián)，然后與電壓表串聯(lián)，
為了進(jìn)行多次測(cè)量，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；
②通過(guò)電壓表的電流為：I_V=$\frac{U}{{r}_{2}}$，通過(guò)定值電阻R₁的電流為：I₁=I_V-I=$\frac{U}{{r}_{2}}$-I．
電阻R₁兩端電壓為：U₁=（$\frac{U}{{r}_{2}}$-I）R₁，電流表與電阻R₁并聯(lián)，它們兩端電壓相等，
電流表內(nèi)阻為：r₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{U{R}_{1}}{I{r}_{2}}$-R₁=（$\frac{U}{{I{r_2}}}$-1）R₁．
故答案為：①如圖所示．②（$\frac{U}{{I{r_2}}}$-1）R₁

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、求電阻等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度較大，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ�求較高，是本題的難點(diǎn)．