Question

一未知電阻的阻值估計(jì)在10歐到20歐的范圍，利用如圖所示的電路可以測(cè)定它的阻值．圖中R₀為定值電阻，有標(biāo)稱(chēng)為“0.5Ω　1W”、“15Ω　1w”和“100Ω　1W”的三種電阻可供選擇；電流表有0～0.6A和0～3A兩個(gè)量程；電源電壓穩(wěn)定，其值約為3伏，測(cè)量要盡可能準(zhǔn)確，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的主要步驟（包括寫(xiě)出根據(jù)該實(shí)驗(yàn)最后計(jì)算R_x的式子），并說(shuō)明你所選擇的定值電阻的阻值和電流表的量程．

Answer 1

解：由于該電路的電源電壓約3V左右，故在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，我們可以計(jì)算出將三個(gè)不同規(guī)格的定值電阻R₀接入電路時(shí)的大體電流是多少：
若選“0.5Ω 1W”的定值電阻，其電流是：I===6A，其電流值超過(guò)了電流表的量程，即不可選；
同理選用“15Ω 1W”定值電阻時(shí)，其電流是：I===0.2A；即該電阻可以；
同理選用“100Ω 1W”定值電阻時(shí)，其電流是：I===0.03A，即其電流太小，測(cè)量時(shí)不準(zhǔn)確，故選擇“15Ω 1W”的定值電阻最合理．
所以當(dāng)選用“15Ω 1W”定值電阻時(shí)，即當(dāng)接入電路后，此電路中的電流越是0.2A，
此時(shí)若兩電阻并聯(lián)時(shí)，由于R_X的最小電阻是10Ω，故通過(guò)待測(cè)電阻R_X的最大電流是：I===0.3A，故該干路中的最大電流是I=0.2A+0.3A=0.5A，故電流表的量程應(yīng)選用0～0.6A的．
所以其測(cè)量過(guò)程為：
①將“15Ω 1W”的定值電阻R₀接入電路，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，記錄電流表的示數(shù)為I₁，則電源電壓是U=I₁×15Ω=15I₁；
②閉合開(kāi)關(guān)S，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I，則此時(shí)待測(cè)電阻R_x的電流是I_X=I-I₁；
③所以此時(shí)R_X的電阻是：R_X==．
分析：據(jù)題目所提示的電路圖能看出，此題想利用并聯(lián)電路電壓相等的關(guān)系進(jìn)行判斷，即選擇好一個(gè)合理的定值電阻（選擇時(shí)應(yīng)注意，干路電流不能超過(guò)電流表的量程）后，將其接入電路，測(cè)出開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的電流值，從而計(jì)算出電源電壓的準(zhǔn)確值；
而后再降開(kāi)關(guān)閉合，測(cè)出此時(shí)的電流值，從而計(jì)算出待測(cè)電阻的電流值；
再據(jù)上面所求的電源電壓值，據(jù)歐姆定律計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值來(lái)即可．
點(diǎn)評(píng)：正確的選擇測(cè)量時(shí)所用的定值電阻是該題的難點(diǎn)，知道各并聯(lián)支路電壓相等是該題的突破口，故能正確是理解難點(diǎn)，順利找到突破口，該題便可迎刃而解．