Question

7．某興趣小組的同學(xué)欲測(cè)出一阻值約為50kΩ的電阻R_x的阻值，實(shí)驗(yàn)要求：測(cè)量精度盡可能髙，電表讀數(shù)變化范圍盡可能大，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍盡量大．備選器材有：
A．電源E₁（電動(dòng)勢(shì)30V，內(nèi)阻約2Ω）
B．電源E₂（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約0.5Ω
C．電壓表V₁（量程15V，內(nèi)阻約75kΩ）
D．電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻約15kΩ）
E．電壓表V₃（量程5V，內(nèi)阻為25kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0〜100Ω 額定電流0.5A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0〜5Ω，額定電流2A）
H．定值電阻R₃（阻值為100Ω，額定電流0.5A）
I．開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干
雖然沒(méi)有電流表，伹同學(xué)們熱烈討論后達(dá)成一致意見(jiàn)電壓表也可以間接的測(cè)出電流，因此，利用備選的器材依然可以測(cè)出R_x的阻值并滿足實(shí)驗(yàn)的要求．他們?cè)O(shè)計(jì)好電路，除被測(cè)電阻R_x外，還從備選器材中選擇了：一個(gè)電源、兩只電壓表、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、定值電阻、一個(gè)開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圓滿地完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)．
①他們選擇的電源是A，電壓表是C和E，滑動(dòng)變阻器是G．（均填器材的序號(hào)字母）
②請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 本題①的關(guān)鍵是選擇內(nèi)阻為確定值的電壓表充當(dāng)電流表，再通過(guò)求出該電壓表與待測(cè)電阻串聯(lián)的總電壓來(lái)選擇電源和另一個(gè)電壓表；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)“滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍盡量大”的要求可知，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，由于器材中有定值電阻，可考慮將定值電阻與電源串聯(lián)使用．

解答 解：①由于只有電壓表${V}_{3}^{\;}$的內(nèi)阻為確定值，所以應(yīng)將電壓表${V}_{3}^{\;}$充當(dāng)電流表來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻的電流；
再求出它們串聯(lián)后兩端的最大電壓為${U}_{\;}^{\;}$=${I}_{V}^{\;}{（R}_{x}^{\;}{+R}_{V3}^{\;}）$=$\frac{5}{25}$×（50+25）V=15V，所以電源應(yīng)選擇A，還應(yīng)選擇電壓表${V}_{1}^{\;}$，即電壓表應(yīng)選擇C、E；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求“電表讀數(shù)變化范圍盡可能大，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍盡量大”可知，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器G以方便調(diào)節(jié)；
②由于電源的電動(dòng)勢(shì)過(guò)大，應(yīng)考慮將定值電阻與電源串聯(lián)后再連接，電路圖如圖所示：

故答案為：①A，C、E，G；②如圖

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①電表的反常規(guī)接法，即電壓表可充當(dāng)電流表使用，電流表也可充當(dāng)電壓表使用，但其內(nèi)阻必須為確定值才行；②當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求從零調(diào)或有“電表讀數(shù)范圍足夠大、滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍盡量大”的要求時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．