Question

實(shí)驗(yàn)題：
（1）如圖1所示是自行車傳動(dòng)裝置的示意圖．假設(shè)踏腳板每Ts轉(zhuǎn)一圈，要知道在這種情形下自行車前進(jìn)的速度有多大，還需測(cè)量哪些量？并用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式．

（2）現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G（表頭），滿偏電流為50μA，內(nèi)阻約為800～850Ω，把它改裝成1mA、10mA的雙量程電流表．可供選擇的器材有：滑動(dòng)變阻器R₁，最大阻值20Ω；滑動(dòng)變阻器R₂，最大阻值100kΩ，電阻箱R₁，最大阻值9999Ω，定值電阻R₀，阻值1kΩ；電池E₁，電動(dòng)勢(shì)1.5V；電池E₂，電動(dòng)勢(shì)3.0V；電池E₃，電動(dòng)勢(shì)4.5V；（所有電池內(nèi)阻均不計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)電流表A，滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關(guān)S₁和S₂，單刀雙擲開關(guān)S₃，電阻絲及導(dǎo)線若干．
①采用如圖所示電路測(cè)量表頭的內(nèi)阻，為提高測(cè)量精確度，選用的滑動(dòng)變阻器為

 

；選用的電池為

 

．
②將G表改裝成lmA和10mA的雙量程電流表，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理電路并將電路圖畫在相應(yīng)框圖中．
③將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(duì)（僅核對(duì)lmA量程），畫出所用電路圖，圖中待核對(duì)的電流表符號(hào)用來表示．

Answer 1

分析：皮帶傳動(dòng)邊緣上的點(diǎn)線速度相等；共軸傳動(dòng)角速度相等；根據(jù)v=ωr列式求解；
用半偏法測(cè)量電流計(jì)的內(nèi)電阻，要求干路電流不變（近似不變），故滑動(dòng)變阻器電阻要遠(yuǎn)大于電流計(jì)電阻，阻值相差越大，誤差越小．

解答：解：（1）如圖所示，測(cè)量R、r、R′；

皮帶線速度：v₁=

2πR

T

車輪角速度：ω=

v1

r

自行車的速度：v=R′?ω；
聯(lián)立解得：v=

2πRR′

Tr

答：需測(cè)量大齒輪半徑R，小齒輪半徑r，車輪半徑R′，自行車的速度為：

2πRR′

Tr

．
（2）用半偏法測(cè)量電流計(jì)的內(nèi)電阻，要求干路電流不變（近似不變），故滑動(dòng)變阻器電阻要遠(yuǎn)大于電流計(jì)電阻，阻值相差越大，誤差越�。�故滑動(dòng)變阻器采用100KΩ的電阻R₂；電源選擇E₃；
②改裝成大量程電流表需要并聯(lián)電阻分流，并聯(lián)電阻越小分流越多，故改裝電路如圖：

③如圖所示．為了從零到量程范圍進(jìn)行一一校對(duì)所以要選擇滑動(dòng)變阻器的分壓接法，讓改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表同時(shí)測(cè)量電阻R₀的電流看讀數(shù)是否相同來進(jìn)行校對(duì)，所以電路圖如下圖：

故答案為：①R₂（或最大阻值l00kΩ），E₃（或電動(dòng)勢(shì)4.5V），②如圖③如圖．

點(diǎn)評(píng)：解答此電學(xué)實(shí)驗(yàn)前提是一定要理解半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻的原理，第三問校對(duì)電流表的電路圖是難點(diǎn)，同學(xué)往往忘記用滑動(dòng)變阻器的分壓接法