Question

17．待測(cè)電阻Rx的阻值約為100Ω，現(xiàn)要測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下：
A．電流表A₁（量程40mA，內(nèi)阻r₁約為10Ω）；
B．電流表A₂（量程20mA，內(nèi)阻r₂=30Ω）；
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；
D．定值電阻R₀=120Ω；
E．滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0～5Ω，允許最大電流1.0A）；
F．電源（電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻不計(jì)）；
C．開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，以上器材不合適的是C．（用器材前對(duì)應(yīng)的序號(hào)字母填寫）
（2）利用其余的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)測(cè)量R_x的最佳實(shí)驗(yàn)電路，將電路圖畫在實(shí)線框內(nèi)并標(biāo)明元
件符號(hào)．
（3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有電流表A₁的示數(shù)I₁，電流表A₂的示數(shù)I₂，待測(cè)電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{{{I_2}（{{r_2}+{R_0}}）}}{{{I_1}-{I_2}}}$．

Answer 1

分析 （1）分析實(shí)驗(yàn)原理和給出的儀器，從而確定應(yīng)選擇的儀表；
（2）實(shí)驗(yàn)需要電源、導(dǎo)線，然后根據(jù)題目要求選擇電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及所選實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
（3）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用歐姆定律可以求出待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式

解答 解：（1）由于電壓表量程為15V，遠(yuǎn)大于電源的電動(dòng)勢(shì)，故電壓表不可用；
（2）由于電壓表不可用，故可以采用電流表A₂與定值電阻R₀串聯(lián)作電壓表測(cè)電壓，用電流表A₁測(cè)量待電流，由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A₁采用外接法，由于待測(cè)電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，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，電路圖如圖所示：
（2）待測(cè)電阻兩端電壓U=I₂（R₀+r₂），通過待測(cè)電阻的電流I_X=I₁-I₂，
待測(cè)電阻阻值：R_x=$\frac{U}{{I}_{x}}$=$\frac{{{I_2}（{{r_2}+{R_0}}）}}{{{I_1}-{I_2}}}$，其中I₁、I₂分別為電流表A₁和A₂的示數(shù)，R₀和r₂分別為定值電阻和電流表A₂的阻值．
故答案為：（1）C；（2）電路圖如圖所示；（3）電流表A₁的示數(shù)I₁，電流表A₂的示數(shù)I₂；$\frac{{{I_2}（{{r_2}+{R_0}}）}}{{{I_1}-{I_2}}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取，實(shí)驗(yàn)器材的選取是本題的難點(diǎn)，也是正確解題的關(guān)鍵，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，既要符合題目要求，又要滿足：安全性原則、精確性原則與方便實(shí)驗(yàn)操作性原則．