Question

（2004?北京）為了測(cè)定電流表A₁的內(nèi)阻，采用如圖1所示的電路．其中：
A₁是待測(cè)電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω；
A₂是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；
R₁是電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω；
R₂是滑動(dòng)變阻器；
R₃是保護(hù)電阻；
E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)；
S₁是單刀單擲開關(guān)，S₂是單刀雙擲開關(guān)．

（1）根據(jù)電路圖1，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出連線，將器材接成實(shí)驗(yàn)電路
（2）連接好電路，將開關(guān)S₂扳到接點(diǎn)a處，接通開關(guān)S₁，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R₂使電流表A₂的讀數(shù)是150μA；然后將開關(guān)S₂扳到接點(diǎn)b處，保持R₂不變，調(diào)節(jié)電阻箱R₁，使A₂的讀數(shù)仍為150μA．若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖3所示，電阻箱R₁的阻值是

86.3

Ω，則待測(cè)電流表A₁的內(nèi)阻R_g=

86.3

Ω．
（3）上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R₂的滑動(dòng)端位置，都要保證兩塊電流表的安全．在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R₃應(yīng)選用：

B

（填寫阻值相應(yīng)的字母）．
A.200kΩ    B.20kΩ      C.15kΩ      D.20Ω
（4）下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用，既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器

C

（填寫阻值相應(yīng)的字母）是最佳選擇．
A.1kΩ      B.5kΩ      C.10kΩ     D.25kΩ

Answer 1

分析：解本題的關(guān)鍵是正確分析測(cè)電流表內(nèi)阻的原理圖即圖1，該實(shí)驗(yàn)的原來是“等效代換法”，開關(guān)S₂分別扳到a、b兩點(diǎn)時(shí)兩次測(cè)量電流相同，則兩次電路中電阻相同，其它阻值不變時(shí)，則有電流A₁的阻值和電阻箱讀書相等．同時(shí)理解電路中電阻R₃的作用．

解答：解：（1）連接實(shí)物圖時(shí)注意：正負(fù)極不能接反了，導(dǎo)線要接在接線柱上，答案如下圖所示：

（2）電阻箱的讀數(shù)為：R=8×10+6×1+0.1×3=86.3Ω；由于兩次測(cè)量電流表A₂的示數(shù)相同，而且其它電阻阻值不變，故電流A₁的阻值和電阻箱示數(shù)相等．
故答案為：R₁=86.3Ω，R_g=86.3Ω．
（3）為了保證安全，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂的阻值調(diào)為零時(shí)，電路中的電流也不能超過200μA，根據(jù)這點(diǎn)可以求出保護(hù)電阻的阻值（由于兩電流表內(nèi)阻較小可省略）：
R3=

E

Ig

=

4

2×10-4

=20kΩ，保護(hù)電阻為20kΩ即可，若大于20kΩ會(huì)導(dǎo)致電流表示數(shù)太小，實(shí)驗(yàn)誤差增大，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選B．
（4）根據(jù)電流表示數(shù)為150μA可知回路中的電阻為：R=

E

I

=

4

1.5×10-4

≈ 26.7kΩ，R₃=20kΩ，A、B選項(xiàng)中電阻太小不能滿足要求，故AB錯(cuò)誤，D中電阻太大調(diào)節(jié)不方便，故D錯(cuò)誤，C正確．
故選C．

點(diǎn)評(píng)：該題采用“等效法”測(cè)電流表的內(nèi)阻，無論什么方法，關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理然后利用電路的串并聯(lián)知識(shí)求解．