Question

【題目】某同學要把一個量程為300μA，內阻約為100Ω的直流電流計G，改裝成量程范圍是0~3V的直流電壓表。

（1）按如圖1所示電路，用半偏法測定電流計G的內電阻Rg。電源電動勢為6V，內阻不計。在以下器材中，可變電阻R1應選用______；可變電阻R2應選用______。（選填器材前的字母）

A．電阻箱（0~999.9Ω）

B．滑動變阻器（0~200Ω）

C．電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當，0~47kΩ）

（2）該同學在開關斷開情況下，檢查電路連接無誤。

a．后續的實驗操作步驟依次是_________，最后記錄R2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．將R1的阻值調至最大

B．閉合K2調節R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半

C．閉合K1調節R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度

b．若實驗記錄R2的阻值為112.0Ω，則可測得電流計G的內阻Rg=_________Ω。

（3）測得電流計G的內阻后，要將其改裝成量程為3V的電壓表，應將其_____聯（選填“串”或“并”）一個電阻R3，R3=_______Ω。

（4）按照上述方法將電流計G與電阻R3改裝成一電壓表后，用比改裝電壓表分度值更小的標準電壓表V0進行校準。

a．請你完成方框圖2中的校準電路圖__________；

b．利用校準電路，該同學將量程中的各個刻度都校準一遍，可得到30組Ux（改裝電壓表讀數）、ΔUx（改裝電壓表讀數Ux與標準表讀數U的差值，即ΔUx = Ux -U）。以Ux為橫坐標，ΔUx為縱坐標，將相鄰兩點用直線連接，做出呈折線狀的曲線，如圖3所示，這條曲線我們稱為校準曲線。當使用這塊表測量時，就可以根據校準曲線對各數據點進行校準，從而獲得更高的精度。若改裝電壓表測量結果為2.50V時，電壓更精確的值應為_______V。

（5）在校準電壓表時，該同學利用了“并聯電路各支路兩端電壓總相等”的電路特點。實際上，在恒定電流電路內，各處的電荷分布是穩定的，穩定分布的電荷產生了一種恒定電場，這種恒定電場與靜電場的性質基本相同，這成為我們認識電路問題的基礎。請判斷“并聯電路各支路兩端電壓總相等”這一電路特點，是下列選項中哪一個說法的對應表現______。（填寫選項前的字母）

A．電荷在電場中受到力的作用 B．勻強電場電場強度處處相等

C．電場力做功與路徑無關 D．沿電場線方向電勢逐漸降低

Answer 1

【答案】（1）C A （2）a.ACB b.112.0 （3）串 9888.0 （4）a.如圖；

b.2.480或2.48 （5）C

【解析】

(1)閉合電建K1電路中的電流不能大于，由可知,故應該選C。實驗中要讀出的具體的數值，故應該選A。

（2）半偏法測電阻的實驗步驟為：第一步，按原理圖連接好實物圖；第二步，閉合電建K1，調節滑動變阻器，使表頭指針滿偏；第三步閉合電建K2，改變電阻箱的阻值，當表頭指針半偏時記下電阻箱的讀數，此時電阻箱的阻值等于表頭的內阻。故正確的步驟是ACB。

由（2）的分析可知指針半偏時電阻箱的讀數等于表頭的內阻，所以表頭的內阻為

（3）改裝成電壓表，應該把表頭和電阻串聯。由電表的改裝原理可得，化簡可得：。

（4）改裝的電壓表應該與標準電壓表并聯，滑動變阻器采用分壓式接法，電路如圖所示：

由圖象可知2.50V對應的為0.020V，再由可得

（5）因為電場力做功與路徑無關，所以并聯電路中，電荷從并聯的一端運動到另一端時，也就是電荷運動的初末位置相同，所以靜電力做功相同，電勢差也相同，所以并聯電路各支路兩端電壓總相等”這一電路特點，與“電場力做功與路徑無關”這一說法是對應的。