某同学想测量一段电阻丝的电阻，其中使用了自己利用电流表改装的电压表，整个实验过程如下：
某同学想测量一段电阻丝的电阻，其中使用了自己利用电流表改装的电压表，整个实验过程如下：
（1）按图连接电路，将滑动变阻器R1调到接入电路的阻值最大．闭合开关S1，调整R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；然后保持R1的阻值不变，合上开关S2，调整电阻箱R2的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R2的阻值．已知电流表的满偏电流为200μA，当电流表指针半偏时R2的阻值为500Ω．要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表______（填“串联”或者“并联”）一个电阻值为R0=______Ω的电阻；
（2）改装后的电压表存在误差，测量的电压值结果______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）利用改装后的电压表和另一块电流表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a．测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b．该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为______Ω．
（1）按图连接电路，将滑动变阻器R1调到接入电路的阻值最大．闭合开关S1，调整R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；然后保持R1的阻值不变，合上开关S2，调整电阻箱R2的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R2的阻值．已知电流表的满偏电流为200μA，当电流表指针半偏时R2的阻值为500Ω．要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表______（填“串联”或者“并联”）一个电阻值为R0=______Ω的电阻；
（2）改装后的电压表存在误差，测量的电压值结果______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）利用改装后的电压表和另一块电流表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a．测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b．该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为______Ω．
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解题思路：（1）根据半偏法测电阻的原理，得到表头的内阻与R2相等，再根据电压表改装原理，得到串联电阻的阻值；
（2）用半偏法测电阻时，认为干路电流不变，实际上与表头并联一个电阻R2后，外电路总电阻略微变小，干路电流略微变大，故表头的电流略小于电阻R2的电流，故表头内阻略大于R2，即表头内阻测量值偏大；然后根据U测＝I•R测＝
•R测，判断电压测量值误差情况；
（3）根据欧姆定律，结合表头电流，得到电压表的电压；再根据欧姆定律，计算出电阻丝电阻．
（2）用半偏法测电阻时，认为干路电流不变，实际上与表头并联一个电阻R2后，外电路总电阻略微变小，干路电流略微变大，故表头的电流略小于电阻R2的电流，故表头内阻略大于R2，即表头内阻测量值偏大；然后根据U测＝I•R测＝
| U实 |
| R实 |
（3）根据欧姆定律，结合表头电流，得到电压表的电压；再根据欧姆定律，计算出电阻丝电阻．
（1）用半偏法测电阻时，由于R1＞＞Rg，故干路电流几乎不变，故表头的内阻与R2相等，故Rg=500Ω；
改装电压表需要串联分压电阻，根据欧姆定律，有：
R0=
U−IgRg
Ig=
2−200×10−6×500
200×10−6=9.95×104Ω
故答案为：串联，9.95×104Ω．
（2）用半偏法测电阻时，认为干路电流不变，实际上与表头并联一个电阻R2后，外电路总电阻略微变小，干路电流略微变大，故表头的电流略小于电阻R2的电流，故表头内阻略大于R2，即表头内阻测量值偏大；然后根据U测＝I•R测＝
U实
R实•R测，得到电压测量值偏大；
故答案为：偏大．
（3）题中图象为直线，说明电阻丝电阻恒定；
当电流为150μA时，电压为：U=I•RV=I•（Rg+R0）=150×10-6×（500+9.95×104）=15V
故电阻丝电阻为：R=
U
I′＝
15V
0.18A＝83.3Ω
故答案为：83.3Ω．
点评：
本题考点： 伏安法测电阻．
考点点评： 本题涉及到半偏法测电阻、电压表改装、欧姆定律、电路的串并联等知识，其中半偏法测电阻是比较冷门的知识点，在一些省份的考纲中已经不再出现．
1年前
6
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1年前1个回答
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