Question

【題目】現有一塊59C2型的小量程電流表G（表頭），滿偏電流為50μA，內阻約為800～850Ω，把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表，可供選擇的器材有：

滑動變阻器R1，最大阻值20Ω；滑動變阻器R2，最大阻值100kΩ；

電阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值電阻R0，阻值1kΩ；

電池E1，電動勢1.5V；電池E2，電動勢3V；電池E3，電動勢4.5V；（所有電池內阻不計），標準電流表A，滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關S1和S2；單刀雙擲開關S3；電阻絲及導線若干．

（1）采用如圖（甲）所示電路測量表頭的內阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為__________________，選用的電池為_______________．

甲 乙 丙

（2）將G改裝成兩量程電流表，現有兩種備選電路，如圖（乙）、（丙）所示．圖_________為合理電路，另一電路不合理的理由是______________________．

（3）將改裝后的電流表與標準電流表逐格進行核對（僅核對1mA量程），畫出所用電路圖，圖中待核對的電流表符號用 A′來表示___________．

Answer 1

【答案】（1）R2． E3 （2）圖（乙） 因為圖（丙）電路在通電狀態下，更換量程時會造成兩個分流電阻都未并聯在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞． （3）如圖：

【解析】

（1）首先我們要知道半偏法測量電流表內阻的方法以及測量原理：如圖，設電源的電動勢為E，內阻為r，S1打開時，設電流表滿偏電流 ，實驗要求R＞＞Rg，R＞＞r，這樣才有 ，當S1閉合時，R′和Rg并聯，并聯后總阻值R并＜Rg＜＜R，這樣才有S1閉合后，電路中總電流幾乎不變，仍然近似等于，調節R′使電流表半偏為，所以流過R′的電流也為，所以R′=Rg．從上述原理可知，S1打開與閉合，近似認為干路中電流不變，前提是R＞＞Rg．故實驗器材選擇應滿足①電源電動勢盡可能大，②R盡可能大．所以滑動變阻器選量程較大的R2，電池選用電動勢較大的E3．

（2）圖（乙）所示的電路較合理，因為圖（丙）電路在通電狀態下，更換量程時會造成兩個分流電阻都未并聯在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞．

（3）核對電路如圖所示．為使改裝后的電流表與標準表在0～1mA之間逐格核對，應選用分壓電路．由于A和A′滿偏電流和滿偏電壓都很小，為使滑動變阻器便于調節，即有較大的調節范圍，滑動變阻器應選用R1，電池應選用E1，且在電流表所在的支路上串聯定值電阻R0，起保護作用．