Question

【題目】實驗室有一破損的雙量程電壓表，兩量程分別是3V和15V，其內部電路如圖所示，因電壓表的表頭G已燒壞，無法知道其電學特性，但兩個精密電阻R1、R2完好，測得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．現有兩個表頭，外形都與原表頭G相同，已知表頭G1的滿偏電流為1mA，內阻為50Ω；表頭G2的滿偏電流0.5mA，內阻為200Ω，又有三個精密定值電阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情況下，對電壓表進行修復，根據所給條件回答下列問題：

（1）原表頭G滿偏電流I=_______，內阻r=_______．

（2）在虛線框中畫出修復后雙量程電壓表的電路_____（標識出所選用的相應器材符號）

（3）某學習小組利用修復的電壓表，再加上可以使用的以下器材，測量一未知電阻Rx的阻值：

電流表A量程0～5mA，內阻未知；

最大阻值約為100Ω的滑動變阻器；

電源E（電動勢約3V）；

開關S、導線若干．

由于不知道未知電阻的阻值范圍，學習小組為精確測出未知電阻的阻值，選擇合適的電路，請你幫助他們補充完整電路連接 ____________，正確連線后讀得電壓表示數為2.40V，電流表示數為4.00mA，則未知電阻阻值Rx為____Ω．

Answer 1

【答案】（1）１mA，_100Ω _.（2）G1和r2.

（3）

（4） 600Ω

【解析】

（1）根據串聯電路特點與歐姆定律求出表頭的滿偏電流與內阻．

（2）應用串聯電路特點與歐姆定律選擇實驗器材．根據電壓表的改裝原理作出電路圖．

（3）根據伏安法測電阻的實驗要求明確對應的接法，并由歐姆定律求解電阻．

（1）由圖示電路圖可知，電壓表量程：
Ig（rg+R1）=3V，Ig（rg+R2）=15V，
代入數據解得：Ig=1mA，rg=100Ω；
（2）修復電壓表，表頭滿偏電流為，Ig=1mA，電阻應為：rg=100Ω，需要的實驗器材為：表頭的滿偏電流0.5mA，內阻為200Ω的表頭以及r3，即將表頭和r3并聯在電路中使用，電路圖如圖所示：

（3）根據題意可明確實驗中應采用分壓接法，電流表采用外接法，故實物圖如圖所示：電壓表量程為3V，則其內阻RV＝＝3000Ω，根據歐姆定律可知 ．