Question

实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R₁、R₂完好，测得R₁=2.9kΩ，R₂=14.9kΩ．现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G₁的满偏电流为1mA，内阻为50Ω；表头G₂的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω，又有三个精密定值电阻r₁=100Ω，r₂=150Ω，r₃=200Ω．若保留R₁、R₂的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件回答下列问题：

（1）原表头G满偏电流I=_______，内阻r=_______．

（2）在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路_____（标识出所选用的相应器材符号）

（3）某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材，测量一未知电阻R_x的阻值：

电流表A量程0～5mA，内阻未知；       

最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；

电源E（电动势约3V）；              

开关S、导线若干．

由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补充完整电路连接 ____________，正确连线后读得电压表示数为2.40V，电流表示数为4.00mA，则未知电阻阻值R_x为____Ω．

Answer

（1）１mA，_100Ω _.（2）G1和r2.

（3）

（4） 600Ω

【解析】

（1）根据串联电路特点与欧姆定律求出表头的满偏电流与内阻．

（2）应用串联电路特点与欧姆定律选择实验器材．根据电压表的改装原理作出电路图．

（3）根据伏安法测电阻的实验要求明确对应的接法，并由欧姆定律求解电阻．

（1）由图示电路图可知，电压表量程：
Ig（rg+R1）=3V，Ig（rg+R2）=15V，
代入数据解得：Ig=1mA，rg=100Ω；
（2）修复电压表，表头满偏电流为，Ig=1mA，电阻应为：rg=100Ω，需要的实验器材为：表头的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω的表头以及r3，即将表头和r3并联在电路中使用，电路图如图所示：

（3）根据题意可明确实验中应采用分压接法，电流表采用外接法，故实物图如图所示：电压表量程为3V，则其内阻RV＝＝3000Ω，根据欧姆定律可知 ．