Question

18．為了測(cè)量某待測(cè)電阻R_x的阻值（約為30Ω），有以下一些器材可供選擇．
電流（量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω）；        
電流（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω）；
電壓（量程0～3V，內(nèi)阻很大）；             
電壓（量程0～15V，內(nèi)阻很大）；
電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω）；       
定值電阻R（20Ω，允許最大電流1.0A）；
滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω，允許最大電流2.0A）；   
單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）電流表應(yīng)選A₁，電壓表應(yīng)選V₁．
（2）請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼�框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖．（要求所測(cè)量范圍盡可能大）
（3）某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為R_x=$\frac{U}{I}$-R．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)通過(guò)電阻的最大電流選擇電流表．
（2）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電阻阻值．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為3V，則電壓表選V₁；通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流約為：I=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{30}$=0.1A=100mA，選量程為3A的電流表讀數(shù)誤差太大，可以把定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，此時(shí)電路最大電流約為：I=$\frac{E}{R+{R}_{X}}$=$\frac{3}{20+30}$=0.05A=50mA，電流表應(yīng)選擇A₁．
（2）定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)的總阻值約為30+20=50Ω，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器最大阻值10Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；
電流表內(nèi)阻約為10Ω，電壓表內(nèi)阻很大，電流表可以采用外接法，電路圖如圖所示：

（3）待測(cè)電阻阻值：R_X=$\frac{U}{I}$-R；
故答案為：（1）A₁；V₁；（2）電路圖如圖所示；（3）$\frac{U}{I}$-R．

點(diǎn)評(píng) 在電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查中，經(jīng)�？疾榈絻x表的選擇、電流表內(nèi)外接法的選擇及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，故應(yīng)注意此類(lèi)問(wèn)題的解法；在實(shí)驗(yàn)中要注意把握準(zhǔn)確性及安全性原則．