Question

16．分根據(jù)伏安法，由10V電源、0～10V電壓表、0～10mA電流表等器材，連接成測量較大阻值電阻的電路．由于電表內(nèi)阻的影響會造成測量誤差，為了避免此誤差，現(xiàn)在原有器材之外再提供一只高精度的電阻箱和單刀雙擲開關(guān)，某同學(xué)設(shè)計(jì)出了按圖甲電路來測量該未知電阻的實(shí)驗(yàn)方案．

（1）請按圖甲電路，將圖乙中所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）請完成如下實(shí)驗(yàn)步驟：
①先把開關(guān)S撥向R_x，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表和電流表有一合適的讀數(shù)，并記錄兩表的讀數(shù)，U=8.16V，I=8mA，用伏安法初步估測電阻Rx的大小為1020Ω．
②調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，使其為伏安法估測的值，之后把開關(guān)S撥向電阻箱R，微調(diào)電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟①中的讀數(shù)一致．讀得此時(shí)電阻箱的阻值R=1000Ω．
③該未知電阻Rx=1000Ω．
（3）利用測得的數(shù)據(jù)，還可以得到電流表的內(nèi)電阻等20Ω．

Answer 1

分析 （1）已知原理圖，則按原理圖依次將各點(diǎn)連入即可，注意導(dǎo)線不能交叉；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟明確實(shí)驗(yàn)的原理，從而得出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)完成的步驟；根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的原理及電路圖，分析還能求出的數(shù)據(jù)．
（3）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與串聯(lián)電路特點(diǎn)分析答題．

解答 解：（1）已知原理圖，則將各串聯(lián)支路連接，再并聯(lián)即可得出正確的實(shí)物圖；答案如下圖；

（2）①將開關(guān)接到R_x時(shí)，由伏安法測出的電壓及電流為電流表及待測電阻的總電阻；
根據(jù)歐姆定律，則有：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{8.16V}{0.008A}$=1020Ω；
②調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，使其為伏安法估測的值，之后把開關(guān)S撥向電阻箱R，微調(diào)電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟①中的讀數(shù)一致．讀得此時(shí)電阻箱的阻值R=1000Ω．
③由等效代替法可知，該未知電阻Rx=1000Ω．
（3）電流表有內(nèi)阻，電流表與待測電阻串聯(lián)，由題意可知，電流表內(nèi)阻：R_A=1020-1000=20Ω．
故答案為：（1）如圖所示；（2）①1020；③1000；（3）電流表；20．

點(diǎn)評 本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，此類題目要求先明確實(shí)驗(yàn)的原理，再由原理得出實(shí)驗(yàn)的方法，從而得出正確的數(shù)據(jù)，同時(shí)理解等效替代法測電阻．