Question

12．要測(cè)一個(gè)自感系數(shù)很大的線(xiàn)圈L的直流電阻R_L，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：
A、待測(cè)線(xiàn)圈L（阻值約為2Ω，額定電流2A）
B、電流表A₁ （量程0.6A，內(nèi)阻r₁=0.2Ω）
C、電流表A₂（量程3.0A，內(nèi)阻r₂約0.2Ω）
D、滑動(dòng)變阻器R₁（0～l0Ω）
E、滑動(dòng)變阻器R₂（0～1kΩ）
F、定值電阻R₃=10Ω
G、定值電阻R₄=100Ω
H、電源（電動(dòng)勢(shì)E約9V）
L、單刀單擲開(kāi)關(guān)兩只S₁、S₂，導(dǎo)線(xiàn)若干
要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，能方便調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，并在盡可能大的范圍內(nèi)測(cè)得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，然后利用I₁-I₂圖象求出線(xiàn)圈的電阻R_L．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的電路如圖1．

①實(shí)驗(yàn)中定值電阻R應(yīng)選用F，滑動(dòng)變阻器R’應(yīng)選用D．（要求填寫(xiě)器材前的選項(xiàng)符號(hào)）
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂ ．
③用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出I₁-I₂圖象（如圖2所示），則線(xiàn)圈的直流電阻R_L=2.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①該題沒(méi)有給定電壓表，所以需要用電流表改裝一個(gè)，此時(shí)選用電流表應(yīng)選用量程較小的，結(jié)合電流，通過(guò)計(jì)算可知選用哪個(gè)定值電阻．因可使在盡可能大的范圍內(nèi)測(cè)得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，所以要用分壓電路，選擇較小的滑動(dòng)變阻器．
②實(shí)驗(yàn)中要保護(hù)電流表A₁，從而判斷先斷開(kāi)哪個(gè)電鍵．
③根據(jù)部分電路的歐姆定律可表示出通過(guò)兩個(gè)電表的電流關(guān)系，求出電感線(xiàn)圈的電阻．

解答 解：①采用已知內(nèi)阻的小量程電流表A₁替代電壓表測(cè)量電壓，需要串聯(lián)一個(gè)大于等于R=$\frac{2×2}{0.6}$Ω=6.7Ω的定值電阻．所以實(shí)驗(yàn)中定值電阻應(yīng)選用阻值為10Ω的R₃，即選F；
分壓電路中滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值為0～10Ω的R₁，即選D．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為防止燒壞電路，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂
③由I₁（R₃+r）=（I₂-I₁）R_L
得：$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{{R}_{L}+{R}_{3}+r}{{R}_{L}}$=6.0
得：R_L=$\frac{{R}_{3}+r}{5}$=2.04Ω≈2.0Ω．
故答案為：①F、D；②開(kāi)關(guān)S₂；③2.0Ω．

點(diǎn)評(píng) 要求電流或電壓的測(cè)量值從零或很小開(kāi)始逐漸增大的實(shí)驗(yàn)必須采用分壓電路；分壓電路中滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的；對(duì)于電表的選擇應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇�。�