Question

1．待測電阻Rx的阻值約為20Ω，現(xiàn)要測量其阻值，實驗室提供器材如下：
A．電流表A₁（量程150mA，內(nèi)阻r₁約為10Ω）  
B．電流表A₂（量程20mA，內(nèi)阻r ₂=30Ω）；
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；  
D．定值電阻R₀=100Ω；
E．滑動變阻器R（阻值范圍0～10Ω，允許最大電流1.0A）；
F．電源（電動勢E=4V，內(nèi)阻不計）；          
G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）設(shè)計測量Rx的最佳實驗電路，將電路圖畫在實線框內(nèi)并標(biāo)明元件符號．
（2）實驗中需要測量的物理量有I₁、I₂，待測電阻的表達式R_x=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）實驗需要電源、導(dǎo)線，然后根據(jù)題目要求選擇電流表、電壓表、滑動變阻器；根據(jù)實驗原理及所選實驗器材設(shè)計實驗電路．
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用歐姆定律可以求出待測電阻阻值的表達式

解答 解：（1）由于沒有電壓表可用電流表A₂與定值電阻R₀串聯(lián)作電壓表測電壓，用電流表A₁測量待電流，由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A₁采用外接法，由于待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

（2）待測電阻兩端電壓U=I₂（R₀+r₂），通過待測電阻的電流I_X=I₁-I₂，
待測電阻阻值：R_x=$\frac{U}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，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）電路圖如圖所示；（2）I₁、I₂；$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 本題考查了實驗器材的選取，實驗器材的選取是本題的難點，也是正確解題的關(guān)鍵，選擇實驗器材時，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驗操作性原則．