②闭合S1,断开S2,调节滑动变阻器R,使电流表G1表头指针满偏;
③再闭合S2,保持滑动变阻器R不变,调节电阻箱R′,使表头指针半偏.读出此时电阻箱R′的示数,则电流表内阻可看做此示数.
(1)用上述方法得到的电流表G1内阻的测量值与真实值相比________.
(2)为了使测量更准确,请你利用上述实验器材重新设计实验,从设计原理上看可以消除上述实验中的系统误差,请你在给定图2中完成实验电路图.
(3)使用重新设计的实验电路的测量数据,写出电流表G1内阻表达式Rg=________.说明各测量值的意义________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)本题采用的是半偏法测量内阻,开关S2闭合后,并联电阻箱时,总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流偏大,故使电流表达半偏时,所并联的电阻应比真实电阻偏小.
(2)为了减小误差,应保证干路电流保持不变,可以在干路中接入电流表2,接入R′后调节R使电流表G2达满偏即可,正确原理图如图所示:
(3)根据欧姆定律得,I2=I1+流表示数,R′为电阻箱电阻.
答案:(1)偏小 (2)见解析 (3) 为电阻箱电阻
6.(2016届新乡、许昌、平顶山三市调研)测定电阻的阻值,实验室提供下列器材: A.待测电阻R(阻值约10 kΩ) B.滑动变阻器R1(0~1 kΩ) C.电阻箱R0( 99 999.9 Ω)
D.灵敏电流计G(500 μA,内阻不可忽略) E.电压表V(3 V,内阻约3 kΩ) F.直流电源E(3 V,内阻不计) G.开关、导线若干
I1RgI2-I1R′
,解得Rg=,其中I1为G1的电流表示数,I2为G2的电R′I1
I2-I1R′
I1为G1的电流表示数,I2为G2的电流表示数,R′
I1
(1)甲同学设计了如图(a)所示的电路,请你指出他的设计中存在的问题:
①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________. (2)乙同学用图(b)所示的电路进行实验.
①请在图(d)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;
②先将滑动变阻器的滑动头移到________(选填“左”或“右”)端,再接通开关S;保持S2断开,闭合S1,调节R1使电流计指针偏转至某一位置,并记下电流I1;
③断开S1,保持R1不变,调整电阻箱R0阻值在10 kΩ左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流计读数为________时,R0的读数即为电阻的阻值.
(3)丙同学查得灵敏电流计的内阻为Rg,采用电路(c)进行实验,改变电阻箱电阻R0值,读出电流计相1
应的电流I,由测得的数据作出-R0图象如图(e)所示,图线纵轴截距为m,斜率为k,则电阻的阻值为
I________.
解析:(1)分析图(a)的电路结构,甲同学利用伏安法测电阻,电压表的量程Um=3 V,流过电流计的最大电流Imax=+≈1 300 μA,远大于电流计的量程Im=500 μA;被测电阻和电压表内阻相差不大,电流表不应外接,应采用电流表内接法;被测电阻比滑动变阻器的最大阻值大的多,为了多测数据,减少实验误差,滑动变阻器需要采用分压接法.
(2)①根据实验电路图连接实物电路图,如图所示:
UmUmRRV
②为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,即滑片滑到左端.
③乙同学利用“替代法”测量未知电阻,为使电阻箱R0的阻值等于被测电阻的阻值,必须保证断开S1,闭合S2,调节R0阻值使得电流计读数为I1,R0的读数即为电阻的阻值.
1R0Rg+R(3)分析图(c)的电路结构,根据闭合电路欧姆定律得,E=I(R0+Rg+R),=+,图象的纵轴IEE截距m=
Rg+R1m,斜率k=,代入数据得,R=-Rg. EEk答案:(1)①电流表采用外接法 ②滑动变阻器采用限流接法 ③通过灵敏电流计的电流超过其量程 (2)①见解析
②左 ③I1 mk-Rg (3)