Question

17．為了較準確地測量一只微安表的內阻，采用圖所示實驗電路圖進行測量，實驗室可供選擇的器材如下：
A．待測微安表（量程500μA，內阻約300Ω）
B．電阻箱（最大阻值999.9Ω）
C．滑動變阻器R₁（最大阻值為10Ω）
D．滑動變阻器R₂（最大阻值為1KΩ）
E．電源（電動勢為2V，內阻不計）
F．保護電阻R₀（阻值為120Ω）

①實驗中滑動變阻器應選用C（填“C”或“D”）；
②按照實驗電路在圖所示的方框中完成實物圖連接．
③實驗步驟：
第一，先將滑動變阻器的滑片移到最右端，調節(jié)電阻箱的阻值為零；
第二，閉合開關S，將滑片緩慢左移，使微安表滿偏；
第三，保持滑片不動，調節(jié)R的電阻值使微安表的示數正好是滿刻度的2/3時，此時接入電路的電阻箱的示數如圖所示，阻值R為145.5Ω．
第四，根據以上實驗可知微安表內阻的測量值R_A為291Ω
④若調節(jié)電阻箱的阻值為R′時，微安表的示數正好是滿刻度的$\frac{1}{2}$，認為此時微安表內阻就等于R′₀則此時微安表內阻的測量值R′與微安表的示數正好是滿刻度的$\frac{2}{3}$時微安表內阻的測量值R_A相比，更接近微安表真實值的是R_A．（填“R′”或“R_A”）

Answer 1

分析 此題采用了類似半偏法測電表的電阻．滑動變阻器的選擇關鍵是如何保證調整R₀的阻值時測量電路電壓基本不變．利用電阻箱和微安表串聯(lián)和微安表上讀數的位置找出微安表的內阻和電阻箱阻值的關系．

解答 解：①根據題意要求測量部分電壓不變，即要求測量部分與滑動變阻器右半部分并聯(lián)的總電阻不變，據并聯(lián)電路特點知，當 R_右＜＜R_測時，并聯(lián)的總電阻由R_右決定，微安表的內阻約1kΩ，改變電阻箱的阻值時，測量部分與滑動變阻器右半部分電阻并聯(lián)后阻值幾乎不變，故選用R₁．
②根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

③微安表的內阻遠遠大于滑動變阻器右半部分電阻，它們并聯(lián)后的阻值略小于滑動變阻器右半部分電阻．
  開始時電阻箱R₀的阻值為零，將滑片P緩慢左移，使微安表上電流滿偏，通過微安表電流為I；
  調整R₀的阻值，使微安表上讀數正好是滿刻度的$\frac{2}{3}$，通過微安表電流為$\frac{2}{3}$I；
  電阻箱和微安表串聯(lián)的總電阻增大，它們與滑動變阻器右半部分電阻并聯(lián)后阻值基本不變，我們可以近似認為電阻箱和微安表串聯(lián)的電路兩端電壓基本不變，通過微安表電流為$\frac{2}{3}$I，電阻箱和微安表串聯(lián)的總電阻增大到原來的$\frac{3}{2}$，即$\frac{3}{2}$R=R+145.5Ω，得出：R=291Ω．
 ④電阻箱和微安表串聯(lián)的總電阻增大，它們與滑動變阻器右半部分電阻并聯(lián)后阻值略增大，那么電路總電阻略增大，總電流略減小，分壓器上分到的電壓略增大，通過微安表電流為$\frac{2}{3}$I，電阻箱和微安表串聯(lián)的總電阻略大于原來的$\frac{3}{2}$，即 R_真+145.5Ω＞$\frac{3}{2}$R_真，得出：R_真＜291Ω．所以測量值比真實值偏大．        
故答案為：①C；②實物電路圖如圖所示；③145.5；291；④R_A．

點評 測量電壓表和電流表內阻時，一般不能直接用伏安法進行測量，因為電流表電阻太小，其兩端電壓太小用電壓表測誤差太大，同理，電壓表電阻太大，其上通過的電流太小，電流表測誤差太大．故電流表．電壓表內阻測量常用半偏法或類似半偏法．