Question

甲同學要把一個量程為200μA的直流電流計G，改裝成量范圍是0~4V的直流電壓表。

①她按圖所示電路、用半偏法測定電流計G的內電阻r_g，其中電阻R₀約為1k。為使r_g的測量值盡量準確，在以下器材中，電源E應選用       ，電阻器R₁應選用    ，電阻器R₂應選用        （選填器材前的字母）。
A電源（電動勢1.5V）            B電源（電動勢6V）
C電阻箱(0~999.9)             D滑動變阻器(0~500)
E電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當）(0~5.1k)
F電位器（0~51k）
②該同學在開關斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R₂的阻值調至最大。后續的實驗操作步驟依次是：         ,         ,         ,         ,最后記錄R₁的阻值并整理好器材。（請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母）

A．閉合S1

B．閉合S2

C．調節R2的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度

D．調節R2的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半

E.調節R₁的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半
F.調節R₁的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度
③如果所得的R₁的阻值為300.0，則圖中被測電流計G的內阻r_g的測量值為    ，該測量值      實際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）。
④給電流計G        聯（選填“串”或“并”）一個阻值為       k的電阻，就可以將該電流計G改裝為量程4V的電壓表。

Answer 1

①BCF ②BCAE ③300 略小于 ④串 19.7

①半偏法測量表頭內阻時，首先選擇滑動變阻器（必須大于電路所需的最小電阻），根據電路的電壓為電動勢，電路的最大電流為表頭的滿偏電流，則最小電阻為，或，考慮到保護電阻1kΩ，則可知調節滑動變阻器使表頭滿偏時滑動變阻器的阻值分別接近29kΩ或6.5kΩ，電路圖中R₂是滑動變阻器，不能選D和E，只能選F。表頭滿偏時滑動變阻器的阻值越大，實驗的誤差越小。所以電源選擇電動勢為6V的B，而且滑動變阻器F的阻值也滿足調節所需。而R₁是用來測量表頭內阻的電阻箱，只能選C。
②實驗步驟：第一步閉合S₂，選B；第二步調節R₂阻值使電流計滿偏，選C；第三步閉合S₁，選A；第四步調節R₁阻值使電流計半偏，選E；第五步讀出R₁阻值為待測表頭的內阻。
③R₁的示數為待測表頭的內阻是300.0Ω，閉合S₁后，電路的總電阻減小，當表頭半偏時干路上的電流就大于表頭的滿偏電流，流過電阻箱的電流就大于表頭的滿偏電流，所以電阻箱的阻值略小于表頭的內阻。
④給表頭串聯一個電阻可以改裝為電壓表，改裝后的電壓表的內阻為=2.0×10⁴Ω=20kΩ，則串聯電阻的大小為20kΩ－300Ω=19.7kΩ。