问题 问答题

待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:

A、电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω)

B、电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)

C、电压表V(量程15V,内阻约为3000Ω)

D、定值电阻R0=100Ω

E、滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A

F、滑动变阻器R2,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A

G、电源E,电动势E=4V(内阻不计)

H、电键S及导线若干

(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的

1
3
,请从所给的器材中选择合适的实验器材______(均用器材前对应的序号字母填写);

(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;

(3)待测电阻的表达式为Rx=______,式中各符号的物理意义为______.

答案

(1)由于电源电动势为4V,电压表V量程为15V,达不到其量程的三分之一,故电压表不能使用;可用电流表A2与定值电阻R0串联扩大其电压量程,当作电压表与电流表A1配合使用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的电压表内阻已知,故电流表A1采用外接法,改装的电压表电压量程为20mA×130Ω=2.6V,滑动变阻器最大阻值为5Ω,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法;此时考虑到干路最小电流约为

E
R滑
=0.8A,故滑动变阻器只能选择R1,经过估算当电流表

A1满偏时,电流表A2也正好满篇,非常匹配,因此满足电表读数不得小于量程的三分之一,故器材选择A、B、D、E、G、H.

(2)电流表A2与定值电阻R0串联组成电压表,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,实验电路图如图所示.

(3)待测电阻两端电压U=I2(R0+r2),通过待测电阻的电流IX=I1-I2,待测电阻Rx=

U
IX
=
I2(R0+r2)
I1-I2
,其中I1、I2分别为电流表A1和A2的示数,R0和r2分别为定值电阻和电流表A2的阻值.

故答案为:(1)A、B、D、E、G、H;(2)电路图如图所示;

(3)

I2(R0+r2)
I1-I2
;I1、I2分别为 A1和A2表示数,R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值.

解答题
单项选择题