Question

在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材：

   

①电流表（量程2mA，内阻约几十欧）

②滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，额定电流1.5A）

③电阻箱（阻值范围0~999Ω）

④电阻箱（阻值范围0~9999Ω）

⑤电源（电动势2伏，有内阻）

⑥电源（电动势6伏，有内阻）

另外有开关和导线若干.

（1）如果采用右上图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么在以上备用器材中，R₁应选用____________，R₂应选用__________，电源应选用__________（用所给器材的代号填写）.

（2）实验时要进行的步骤有：

A．合上S₁

B．合上S₂

C．将R₁的阻值调至最大

D．调节R₁的阻值，使电流表指针偏转到满刻度

E．调节R₂的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半

F．记下R₂的阻值

G．按右上图所示的电路连接好电路

以上步骤的合理顺序是________________________________.

（3）若步骤F中记录的R₂阻值为100Ω，则被测电流表的内阻r_g的测量值为________Ω.

（4）电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是：R_测__________R_真（填“>”、“<”或“=”）

Answer

（1）④ ③ ⑥ （2）GCADBEF （3）100 （4）＜

【解析】首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理：设电源的电动势为E，内阻为r，S2打开时，设电流表满偏电流 ，实验要求R＞＞Rg，R＞＞r，这样才有Ig≈，当S2闭合时，R′和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg＜＜R，这样才有S2闭合后，电路中总电流几乎不变，仍然近似等于，调节R′使电流表半偏为，所以流过R′的电流也为，所以R′=Rg．
（1）从上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R＞＞Rg．故实验器材选择应满足：电源电动势尽可能大，R1尽可能大．所以R1选用大量程的电阻箱④，R2选用量程跟电流表内阻差不多的即可，选③，电源选用电动势较大的⑥．
（2）根据半偏法测量原理，则操作步骤为：按图所示的电路图连接好电路；将R1的阻值调到最大；合上S1；调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；合上S2；调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下R2的阻值．实验步骤的合理顺序是GCADBEF
（3）由上分析可知，当F中记录的R2阻值为100Ω，则被测电流表的内阻rg的测量值也为100Ω；
（4）当S2闭合时，R′和Rg并联，并联后总阻值R并＜Rg，而电阻R不变，所以S2闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大，即电流大于Ig，而此时电流表支路的电流等于，那么R′支路的电流要大于，那么其电阻肯定要小于Rg．所以，用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小．