Question

17．有一電流表G，量程為1mA，內(nèi)阻r_g約為100Ω．要求測量其內(nèi)阻．可選用的器材有：電阻器R₁，最大阻值為99999.9Ω；滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ；滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ；電源E₁，電動勢約為2V，內(nèi)阻不計(jì)；電源E₂，電動勢約為6V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干．
采用的測量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．?dāng)嚅_S₁和S₂，將R調(diào)到最大；
b．合上S₁，調(diào)節(jié)R使G滿偏；
c．合上S₂，調(diào)節(jié)R₁使G半偏，此時(shí)可認(rèn)為的G的內(nèi)阻r_g=R₁．
試問：
（�。┰谏鲜隹晒┻x擇的器材中，可變電阻R₁應(yīng)該選R₁；為了使測量盡是精確，可變電阻R應(yīng)該選擇甲；電源E應(yīng)該選擇E₂．
（ⅱ）認(rèn)為內(nèi)阻r_g=R₁，此結(jié)果與r_g的真實(shí)值相比偏�。�（填“偏大”、“偏小”、或“相等”）

Answer 1

分析 （i）本題是用的半偏法測電阻，用的是兩并聯(lián)電路的電阻相等時(shí)電流相等；實(shí)驗(yàn)要求干路電流基本不變，所以要求因并聯(lián)而引起的電阻的變化要小，且電流表的滿偏電流很小，則其它電阻要大，據(jù)此選擇合適的器材；
（ii）根據(jù)并聯(lián)后總電阻發(fā)生變化而引起干路電流變化引起誤差，從而分析偏大還是偏小．

解答 解：（i）該實(shí)驗(yàn)的原理是通過半偏法測量電流表的內(nèi)阻，根據(jù)電阻箱的讀數(shù)求出電流表的內(nèi)阻大小，所以可變電阻R₁應(yīng)該選擇電阻箱R₁；
該實(shí)驗(yàn)的原理是通過半偏法測量電流表的內(nèi)阻，所以需要有一個(gè)相對不變的電流，所以，電阻值較大的滑動變阻器能更好地做到這一點(diǎn)，所以需要選擇最大阻值為10kΩ的滑動變阻器甲；若用6V的電源，當(dāng)電流表滿偏時(shí)，電路中的總電阻：R=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{6}{0.001}$=6000Ω=6k，因此10kΩ的滑動變阻器與6V電源的組合能更好的測量電流表的內(nèi)阻值．故電源選擇E₂．
（ii）閉合電建S₂后，電流表部分的并聯(lián)電阻值變小，所以閉合電路的總電阻變小，電路中的總電流變大；所以當(dāng)電流表的指針半偏時(shí)，流過電阻箱的實(shí)際電流要大于流過電流表的電流，所以電阻箱的電阻值要比電流表的內(nèi)阻�。�即測量值小于真實(shí)值．
故答案為：（i）R₁；甲；E₂；（ii）偏�。�

點(diǎn)評 本題考查電阻的測量的實(shí)驗(yàn)方法，解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，并能通過電路圖等得出實(shí)驗(yàn)原理；會通過伏安法測量電流表的內(nèi)阻并能分析實(shí)驗(yàn)中的誤差．