Question

某实验小组要把一块电流表改装成电压表，遇到了两个问题：一是该电流表的表盘没有标注刻度数，但刻度均匀，总格数为N；二是内阻未知．通过对类似规格的电流表的参数比对，得到该电流表的满偏电流约700~800，内阻约100)．该组同学利用以下器材，通过下列三个步骤，完成了电压表的改装工作．

A.待测电流表G

B.电流表A：量程0.6A，内阻约为0.1

C.电压表V：量程3V，内阻R_V=3k

D.电阻箱R₂：最大阻值999.9

E.滑动变阻器R₁：最大阻值5k，额定电流0.1A

F. 滑动变阻器R₃：最大阻值5，额定电流0.5A

G.电源：电动势3V，内阻约为1.5

H.开关两个S₁、S₂

（1）步骤一：测定电流表的内阻．设计了上图所示实验电路，请分析并补全以下操作：

①将R₁的滑动端拨至_______端；(填“a”或“b”)

②仅闭合S₁，调节R₁，使电流表的指针偏转N个格；

③仅调节_______，使电流表的指针偏转个格；

④记录_____________________，则电流表的内阻为_______．

（2）步骤二：

①测定该电流变的满偏电流．除电源和开关外，还需要的器材是____________；（填器材前面的字母序号）

②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________；

③若在上图实验中，待测电流表指针偏转了n个格，还需要记录的测量值及相应符号为_____________，电流表的满偏电流为________，将此电流表改装为一个量程为U₀的电压表需要 ______（填“串联”或“并联”）一个定值电阻Rx，Rx=__________．（用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示）

Answer

b R2 R2的阻值 R2 CE 电压表读数U 串联

【解析】

（1）将滑动变阻器拨至b端在将电路接通，电路中的电流最小，具有保护电路的作用；

（2）闭合S2以后，因接入的滑动变阻器的阻值很大，因此在不改变滑动变阻器的情况下电路的干路电流不变，因两块表并联，此时调节R2的阻值使电流表的示数偏转格，则可认为R2中的电流和待测电表的电流相同，则电阻R2的阻值和电流表的阻值相同，因此要记录R2的阻值；

（3）电流表的电流校准需要将一块标准的电流表和待测电流表串联，但是电流表A的量程和待测电流表相比过大，无法进行测量，但是电压表的内阻已知，故可以用电压表和待测电流表串联进行校准，且滑动变阻器R2的阻值过小，将R2和电压表串联在一起进行调节示数变化不明显，因此滑动变阻器需要选R1，需要的器材为CE，电路图如下：

（4）因电压表和电流变串联，因此当偏转N格时电流表的电流为，又因电流表示数分布均匀，因此电流表的满偏电流为；

（5）电流表改为电压表需要串联电阻，串联后的量程为，且电流变的内阻为R2由欧姆定律有

，解得．