Question

（2007?武漢模擬）某同學(xué)準(zhǔn)備用500μA的電流表改裝成一塊量程為2V的電壓表．他為了能夠更精確地測量該電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖所示的實驗電路，圖1中各元件及儀表的參數(shù)如下：
A．電流表G₁（量程1mA，內(nèi)電阻約為100Ω）
B．電流表G₂（量程500μA，內(nèi)電阻約200Ω）
C．電池組E（電動勢為3.0V，內(nèi)電阻未知）
D．滑動變阻器R（阻值范圍0～10Ω）
E．電阻箱R₁（阻值范圍0～9999.9Ω）
F．保護電阻R₂（阻值約100Ω）
G．開關(guān)S₁，單刀雙擲開關(guān)S₂
（1）實驗中該同學(xué)先按正確的操作步驟連接電路，接著合上開關(guān)S₁，再將開關(guān)S₂與a相連，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P，當(dāng)電流表G₂有某一合理的示數(shù)時，記下電流表G₁的示數(shù)為I；然后將開關(guān)S₂與b相連，保持

滑片p的位置

不變，調(diào)節(jié)

電阻箱

，使電流表G₁的示數(shù)仍為I時，讀取電阻箱的阻值為r．
（2）由上述測量過程可知，電流表G₂內(nèi)電阻的測量值r_g=

r

．
（3）若該同學(xué)通過測量得到電流表G₂的內(nèi)電阻為190Ω，他必須將一個

3810

Ω的電阻與電流表G₂串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2V的電壓表．
（4）改裝好的電壓表要與標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₀進行逐格核對，請你在答題卷上的方框中畫出核對電路圖．核對時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)改裝的電壓表的指針剛好指向滿刻度時，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V₀的指針恰好如圖2所示，由此可知，該改裝電壓表滿刻度時的百分誤差為

2.56

%．

Answer 1

分析：本題（1）的關(guān)鍵是明確本實驗的實驗原理是在保持變阻器的輸出電壓不變的情況下，若電流表

G

1

的示數(shù)不變則說明電阻箱與電流表

G

2

的電阻相等；題（3）的關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律不難求出分壓電阻的阻值；題（4）的關(guān)鍵是由于校對電壓時需要電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法；讀出改裝電壓表的讀數(shù)，根據(jù)相對誤差的概念可求出相對誤差的數(shù)值．

解答：解：（1）本實驗的原理要求變阻器的輸出電壓不變，所以應(yīng)保持滑片P位置不變（或保持R不變），此時如果電流表

G

1

的示數(shù)不變，則說明

G

2

電阻與電阻箱的阻值相等，所以應(yīng)調(diào)節(jié)電阻箱．
（2）由上面的分析可知，若變阻器的輸出電壓保持不變，電流表

G

1

的示數(shù)不變，則電流表

G

2

的內(nèi)阻應(yīng)與電阻箱電阻r相等，即

r

g

=r
（3）根據(jù)歐姆定律可得

I

g

(r

g

+R)=U，代入數(shù)據(jù)解得R=3810Ω
（4）滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示；由表盤可讀出U=1.95V，所以誤差γ=

△U

U

×100%=

2-1.95

1.95

×100%=2.56%

故答案為：（1）滑片P的位置，電阻箱
         （2）r
         （3）3810
         （4）如圖，2.56%

點評：本實驗采用的是“等效替代”方法，關(guān)鍵是明確該實驗的實驗原理，只有在變阻器的輸出電壓保持不變的情況下才行．