Question

2．某型號電吹風的內部電路圖及銘牌如圖1所示，圖中M為電動機，R為電熱絲．該電吹風有“熱風”和“冷風”兩種功能，可通過開關S₂的通斷來切換．小明從一個廢棄的該型號電吹風中拆下電熱絲，想用伏安法測量該電熱絲在常溫下的電阻，手邊有如下器材：
A、電源E（電動勢5V，內阻約為0.5Ω）           B、電壓表V₁（0-3V，內阻約為3.5kΩ）
C、電壓表V₂（0-15V，內阻為5kΩ）              D、電流表A₁（0-15mA，內阻約為10Ω）
E、電流表A₂（0-150mA，內阻約為1Ω）            F、滑動變阻器R₁（0-5Ω，2.0A）
G、滑動變阻器R₂（0-2kΩ，0.3A）               H、開關S和導線若干

（1）滑動變阻器應該選擇R₁（選填“R₁”或“R₂”），電壓表應該選擇V₁（選填“V₁”或“V₂”），電流表應該選擇A₁（選填“A₁”或“A₂”）．
（2）請在圖2的虛線框中補全實驗電路圖．
（3）若一次實驗中，兩表的指針分別如圖3所示，則電壓表的讀數為1.8V，該電熱絲在常溫下的電阻為15Ω．

Answer 1

分析 ①在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器；根據電源電動勢選擇電壓表量程；根據通過電阻絲的電流選擇電流表量程；
②為準確測量電阻阻值，應進行多次測量求平均值，電表變化范圍應大一些，因此滑動變阻器因采用分壓接法；根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表接法．
③根據電表量程由圖示電表確定其分度值，讀出電表示數，然后由歐姆定律求出電阻阻值．

解答 解：①為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₁（0～15Ω，2.0A）；電源電動勢為5V，為準確測量，電壓表應選0～3V量程；電熱絲兩端最大電壓為3V，電熱絲在常溫下電阻約為十幾至幾十歐姆，通過電熱絲的最大電流約較小，電流表可以選0～150mA量程．
②為測多組實驗數據，滑動變阻器應采用分壓接法，待測電阻約為十幾歐姆，電壓表內阻大于3kΩ，電流表內阻小于1Ω，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，因此電流表可以采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
③電壓表量程為0～3V，由圖4所示電壓表可知，其分度值是0.1V，電壓表示數為1.8V；電流表量程是0～150mA，其分度值是5mA，電流表示數為120mA=0.12A，電阻絲阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.12A}$=15Ω；
故答案為：（1）R₁；V₁、A₁；（2）電路圖如圖所示；（3）1.8；15

點評 對于中學中的實驗，學生盡量要到實驗室進行實際操作，只有這樣才能體會具體操作細節(jié)的意義，解答實驗問題時才能更加有把握．對電表讀數時要先確定其量程與分度值，讀數時視線要與刻度線垂直．