Question

檢測一個標(biāo)稱值為5Ω的滑動變阻器．可供使用器材如下：
A．待測滑動變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)）
B．電流表A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω   C．電流表A₂，量程3A，內(nèi)阻約0.12Ω
D．電壓表V₁，量程15V，內(nèi)阻約15KΩ   E．電壓表V₂，量程3V，內(nèi)阻約3KΩ
F．滑動變阻器R，全電阻約20Ω         G．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻不計
H．毫米刻度尺                        I．電鍵S導(dǎo)線若干
（1）用伏安法測定R_x的全電阻值，所選電流表______（填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為______（填“V₁”或“V₂”）．
（2）畫出測量電路的原理圖，并根據(jù)所畫原理圖將圖中實物連接成測量電路．
（3）為了進(jìn)一步測量待測滑動變阻器電阻絲的總長度，在不破壞變阻器的前提下，課外活動小組的同學(xué)設(shè)計了一個小實驗．已知滑動變阻器使用電阻絲的電阻率ρ．
主要操作步驟：
①數(shù)出變阻器線圈表層纏繞匝數(shù)n；用毫米刻度尺（也可以用游標(biāo)卡尺）測量所有線圈的排列長度L，可得電阻絲的直徑為______；從而算出電阻絲的橫截面積為______
②根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻值R，可寫出繞制這個滑動變阻器電阻絲的長度的表達(dá)式：______．（用題中所給的字母表達(dá)）

Answer 1

（1）根據(jù)歐姆定律估算出通過待測電阻的最大電流為I=

U

R

=

3

5

A=0.6A，所以電流表應(yīng)選

A

1

，因為電源電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選

V

2

．
（2）由于

R  V

R  x

＞

R  x

R  A

，所以電流表應(yīng)用外接法，
滑動變阻器可以用分壓式，電路圖如圖1所示，
若用限流式接法，根據(jù)閉合電路歐姆定律估算出電路中需要的最大電阻為

R

max

=

E

1 3 I  A

=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，因其小于滑動變阻器的全電阻，所以可以用限流式接法，電路圖如圖2所示．



（3）①電阻絲的直徑d=

L

n

，根據(jù)s=π(

d

2

)

2

可得s=

πL2

4n2

．
②根據(jù)R=

ρL

s

，可得電阻絲長度l=

RπL2

4ρn2

故答案為（1）

A

1

，

V

2

         （2）如圖所示
        （3）①

L

n

，②

πL 2

4 n 2

，③

RπL2

4ρn2