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选修3-1
第二章 恒定电流
2.4 串联电路和并联电路
电表的改装
某实验小组想组装一个双量程($3\;\rm V$、$15\;\rm V$)的电压表,提供的器材如下:
$\rm A$.电流表$\rm G$:满偏电流为$300\;\rm \mu A$,内阻未知;
$\rm B$.干电池$E$:电动势为$3\;\rm V$,内阻未知;
$\rm C$.滑动变阻器$R_{1}$:最大阻值约为$5\;\rm k\Omega$,额定电流为$1\;\rm A$;
$\rm D$.滑动变阻器$R_{2}$:最大阻值约为$16\;\rm k\Omega$,额定电流为$0.5\;\rm A$;
$\rm E$.电阻箱$R_{0}$:$0\sim 9999.9\Omega$;
$\rm F$.定值电阻$R_{3}$:$40\;\rm k\Omega$,额定电流为$0.1\;\rm A$;
$\rm G$.开关两个,导线若干。
若用题图所示电路测量电流表的电阻$\rm G$,则滑动变阻器$R$应选用 (选填“$\rm C$”或“$\rm D$”)。
由图可知,本实验中采用半偏法确定表头内阻,为了减小并联电阻箱后对电流的影响,滑动变阻器应选择总阻值较大的$\rm D$。
将开关$\rm S_{1}$、$\rm S_{2}$都断开,连接好实物图,滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后,接通开关$\rm S_{1}$,调节滑动变阻器使电流表$\rm G$的指针示数为$200\;\rm \mu A$;闭合开关$\rm S_{2}$,调节电阻箱$R_{0}$的阻值为$100\;\rm \Omega$时电流表$\rm G$的指针示数为$100\;\rm \mu A$,则电流表$\rm G$的内阻为 $\Omega$。
闭合开关$\rm S_{2}$,调节电阻箱$R_{0}$的阻值为$100\;\Omega$时电流表$\rm G$的示数为$100\;\rm \mu A$,则此时电流表半偏,电阻箱分流$100\;\rm \mu A$;根据串并联电路的规律可知,电流表$\rm G$的内阻为$100\;\rm \Omega$。
在虚线框中画出双量程电压表的电路原理图 ,并标明所选的器材和量程,其中$R_{0}$应取值为 $\rm k\Omega$。
图像见解析;$9.9$
"]]把电流表改装成电压表要将电阻与电流表串联,量程越大,串联的电阻越大,所以电路图如图。
电流表$\rm G$与电阻箱串联改装成的电压表量程为$3\;\rm V$,则有
$I_{g}(R_{g}+R_{0})=3$
解得$R_{0}=9900\;\Omega=9.9\;\rm k\Omega$
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