Question

12．為了比較準(zhǔn)確的測量阻值約為100Ω的定值電阻R_x，實驗室提供如下實驗器材：
A．電動勢E=6V，內(nèi)阻很小的直流電源
B．量程5mA，內(nèi)阻為R_A1=50Ω的電流表
C．量程0.6A，內(nèi)阻為R_A2=0.2Ω的電流表
D．量程6V，內(nèi)阻R_V約為15kΩ的電壓表
E．定值電阻R₁=5Ω
F．定值電阻R₂=500Ω
G．最大阻值15Ω，最大允許電流2A的滑動變阻器
H．最大阻值15kΩ，最大允許電流0.5A的滑動變阻器
I．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（1）為了能比較精確地測量R_x的電阻值，電流表應(yīng)選用B（填“B”或“C”）、定值電阻應(yīng)選
用E（填“E”或“F”）、滑動變阻器應(yīng)選用G（填“G”或“H”）；
（2）請根據(jù)所選用的實驗器材，設(shè)計測量電阻的電路，并在方框中畫出電路圖；
（3）如果電壓表的示數(shù)為U（單位為“V”），電流表的示數(shù)為I（單位為“A”），則待測電阻的計算式為R_x=$\frac{{R}_{1}（U-I{R}_{A1}）}{I（{R}_{A1}+{R}_{1}）}$（表達(dá)式中所用到的電阻值必須用對應(yīng)的電阻符號表示，不得直接用數(shù)值表示）．

Answer 1

分析 先根據(jù)閉合電路歐姆定律估算最大電流，選擇電流表，根據(jù)電動勢大小選擇電壓表量程，滑動變阻器采用分壓式接法，由于電壓表的內(nèi)阻不知，所以不能使用外接法，畫出電路圖，根據(jù)歐姆定律求解R_x即可．

解答 解：（1）電路中最大電流I=$\frac{E}{{R}_{x}}=\frac{6}{100}=0.06A$=60mA，所以電流表選擇B，
由于電流表量程較小，所以要改裝電流表，擴大量程，
則需要并聯(lián)的電阻為R=$\frac{{R}_{A1}}{（n-1）}=\frac{50}{\frac{60}{5}-1}=4.5Ω$，所以定值電阻選擇E，
由于被測電阻約100Ω，為方便調(diào)節(jié)，則滑動變阻器選擇G，
（2）為了能比較精確地測量R_x的電阻值，滑動變阻器使用分壓式，
由于電壓表的內(nèi)阻不知，所以不能使用外接法，則實驗電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)歐姆定律得：${R}_{x}=\frac{U-I{R}_{A1}}{I-\frac{I{R}_{A1}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{R}_{1}（U-I{R}_{A1}）}{I（{R}_{A1}+{R}_{1}）}$
故答案為：（1）B；E；G；（2）如圖所示；（3）$\frac{{R}_{1}（U-I{R}_{A1}）}{I（{R}_{A1}+{R}_{1}）}$

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路，要掌握常用器材的使用，根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計實驗電路的關(guān)鍵．