Question

7．乙同學(xué)將一個(gè)電流計(jì)改裝成量程為3V的電壓表．其表盤刻度如圖1所示，下方是分別標(biāo)有“-”、“G₀”、“G₁”字樣的三個(gè)接線柱．在使用G₁擋時(shí)，電流計(jì)的內(nèi)阻約為幾千歐，為確定這一內(nèi)阻，采用如圖2所示電路進(jìn)行測(cè)量．實(shí)驗(yàn)中使用的電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電阻箱最大阻值為9999Ω．具體操作步驟如下：
a．將滑動(dòng)變阻器R₀的滑片P調(diào)到a端，電阻箱R的阻值調(diào)到0Ω；
b．調(diào)節(jié)R₀使電流表滿偏，記錄此時(shí)電壓表示數(shù)為0.75V；
c．?dāng)嚅_S，將滑動(dòng)變阻器R₀的滑片P再次調(diào)到a端，將電阻箱R的阻值調(diào)到5000Ω；
d．閉合S，調(diào)節(jié)R₀使電流表再次滿偏，記錄此時(shí)電壓表示數(shù)2.25V，斷開S；
①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可計(jì)算出該電流計(jì)的滿偏電流I_g=300μA，使用G₁擋時(shí)，靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻為R_g=2500Ω；
②該靈敏電流計(jì)內(nèi)部由表頭和一個(gè)定值電阻r串聯(lián)組成，其中表頭電阻為r_g=100Ω．由此可知，定值電阻r=2400Ω；
③在確定靈敏電流計(jì)的上述參數(shù)后，乙同學(xué)準(zhǔn)備將其改裝量程為3V的電壓表，但實(shí)驗(yàn)室只有r₁=2Ω、r₂=10Ω、r₃=20Ω和r₄=50Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻各一只可供選用．為此，乙同學(xué)不得不將該表外殼拆開，在內(nèi)部電路中接入了恰當(dāng)?shù)碾娮璩晒ν瓿筛难b．通過分析可知，乙同學(xué)選擇的電阻是r₁、r₂、r₃（選填所需的標(biāo)準(zhǔn)電阻的字母符號(hào)，可以同時(shí)選取多個(gè)定值電阻進(jìn)行組合使用．）

Answer 1

分析 ①根據(jù)電流表的改裝原理及歐姆定律可列出bd兩步中對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，聯(lián)立可求得滿偏電流及內(nèi)阻；
②根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可求得定值電阻的阻值；
③根據(jù)改裝原理可分析如何將量程擴(kuò)大到3V，注意分析所給出的電阻結(jié)合改裝原理進(jìn)行分析．

解答 解：①由題意可知，I_gR_g=0.75；
I_g（5000+R_g）=2.25
聯(lián)立解得：I_g=300μA；
R_g=2500Ω
②電流表總電阻為2500Ω，則由串聯(lián)電路規(guī)律可知，定值電阻r=2500-100=2400Ω；
③根據(jù)給出的四個(gè)電阻可知，無法直接利用串聯(lián)大電阻的方式擴(kuò)大量程，故可以通過與表頭并聯(lián)的形式擴(kuò)大電流，則定值電阻分壓增大，也可以達(dá)到3V的量程；
由題意可知，原電表電壓值為0.75V，將量程擴(kuò)大至3V，即擴(kuò)大4倍；根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，應(yīng)將r₁、r₂、r₃三個(gè)電阻串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，即可得到3V的量程；
故選擇電阻為：r₁、r₂、r₃；
故答案為：①300，2500②2400③r₁、r₂、r₃

點(diǎn)評(píng) 本題考查電表的改裝原理，要注意第3小問比較新穎，我們之前的改裝均是用大電表串聯(lián)的方式增大電壓量程，本題只能通過擴(kuò)大電流的方式來實(shí)現(xiàn)．