Question

13．在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往認(rèn)為電流表對(duì)測(cè)量的電路沒(méi)有影響，事實(shí)上電流表是有電阻的（簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)阻r），只不過(guò)內(nèi)阻較小而己．小明同學(xué)想精確測(cè)出電流表A₁的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：
電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為50Ω）；電流表A₂ （量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）； 電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ）：滑動(dòng)變阻器R₁（0〜10Ω，額定電流為1A）；滑動(dòng)變阻器R₂（0〜250Ω，額定電流為0.01A）；電源E（電壓3V，內(nèi)阻不計(jì)）；定值電阻R（5Ω）、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干．
（1）要求待測(cè)電流表A₁的示數(shù)從零開(kāi)始變化，且多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，盡可能的減少誤差，以上給定的器材中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
（2）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四種測(cè)量用的電路原理圖，其中最合適的是C．

（3）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算電流表A₁的內(nèi)阻r₁，則r₁表達(dá)式為r₁=$\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}$R₀（假設(shè)各電表的示數(shù)分別為：I₁表示電流表A₁的電流，I₂表示電流表A₂的電流，U₁為電壓表V的電壓，R₁為定值電阻）．

Answer 1

分析 （1）待測(cè)電流表 A₁的示數(shù)從零開(kāi)始變化，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；
（2）電壓表量程偏大，不可以用電壓表測(cè)量電流表A₁的電壓，通過(guò)電流表A₁與定值電阻并聯(lián)，再與A₂串聯(lián)，測(cè)量電壓表A₁的電壓；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電流表A₁的內(nèi)阻．

解答 解：（1）要求待測(cè)電流表 A₁的示數(shù)從零開(kāi)始變化，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了減小測(cè)量的誤差，滑動(dòng)變阻器要選擇電阻較小的，這樣便于調(diào)節(jié)，所以滑動(dòng)變阻器選R₁；
（2）由于電壓表的量程較大，測(cè)量電流表A₁的電壓測(cè)量誤差較大，選擇電流表A₁與定值電阻并聯(lián)，再與A₂串聯(lián)，結(jié)合歐姆定律得出A₁兩端的電壓．故C圖正確；
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，通過(guò)定值電阻的電流為：
I_R=I₂-I₁
則電流表A₁的內(nèi)阻為：r₁=$\frac{{I}_{R}{R}_{0}}{{I}_{1}}$=$\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}$R₀，I₂、I₁分別為某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表A₂、A₁的示數(shù)，R₀是定值電阻的電阻大�。�
故答案為：（1）R₁；（2）C；（3）$\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}$R₀．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，以及掌握器材選取的原則，即安全、精確．