Question

为了测定电流表A₁的内阻，采用如图所示的电路．其中：A₁是待测电流表，量程为300A，内阻约为100 Ω；A₂是标准电流表，量程为200A；R₁是电阻箱，阻值范围是0～999.9 Ω；R₂是滑动变阻器；R₃是保护电阻；E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；S₁是单刀掷开关．S₂是单刀双掷开关．

(1)根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路．

(2)连接好电路，将开关S₂扳到接点a处，接通开关S₁，调整滑动变阻器R₂使电表A₂的读数是150A；然后将开关S₂扳到接点b处，保护R₂不变，调节电阻R₁，使A₂的读数仍为150A．若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱的阻值是________Ω，则待测电流表A₁的内阻R₁＝________Ω．

(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R₂的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R₃应选用：________(填写阻值相应的字母)．

A．200 kΩ

B．20 kΩ

C．15 kΩ

D．20 Ω

(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器________(填写阻值相应的字母)是最佳选择．

A．1 kΩ

B．5 kΩ

C．10 kΩ

D．25 kΩ

Answer 1

答案：
解析：

解析：(1)实物连线如图所示． 　　(2)电阻箱的阻值R1＝0×100 Ω＋8×10 Ω＋6×1 Ω＋3×0.1 Ω＝86.3 Ω． 　　本题测量电流表的内阻的方法是“替代法”．即用电阻箱的阻值替代电流表A1的内阻值，其条件是：开关S2分别扳到a处和b处时，保持滑动变阻器R2不变，且使电流表A2读数相同．所以，待测电流表A1的内阻Ω． 　　(3)当R2调为零时，要使电路中的电流I不超过电流表A2的量程，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻R总至少为：Ω＝20 kΩ．由于电流表A1、A2的内阻(约为100 Ω)远小于R总，故保护电阻R3应选用20 kΩ的电阻，但若选用200 kΩ的电阻，则电路中电流太小，电流表A1、A2指针偏转量太小，读数不明显，实验误差太大．所以，正确的选项为B． 　　(4)由于R3＝20 kΩ，调整滑动变阻器R2时，要使电流表A2的读数为150，则－R3＝Ω－2×104 Ω≈7 kΩ．若选用1 kΩ或5 kΩ滑动变阻器，则不能满足实验要求(A2读数为150)；若选用25 kΩ的滑动变阻器，则调节范围太小(不方便调节)，所以，选用10 kΩ的滑动变阻器较合适，正确的选项为C． 　　点评：实验条件的控制是高考考查的重点之一．保护电阻和滑动变阻器在电路中起着控制和调节的作用，选用时应根据实验条件和要求进行优选，既要保证电表安全(不能太小)，又要方便调节(不能太大)．