Question

5．某實驗小組為了精確測量電阻R_x（約300Ω）的阻值，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3.0V，內(nèi)阻不計；
電流表A₁：量程0-10mA，內(nèi)阻r₁約50Ω；
電流表A₂：量程0-500μA，內(nèi)阻r₂為1000Ω；
滑動變阻器R₁：最大阻值20Ω，額定電流2A；
定值電阻R₂=50000Ω；定值電阻R₃=5000Ω；電鍵S及導線若干．
（1）實驗中將電流表A₂（選填“A₁”或“A₂”）串聯(lián)定值電阻R₃（選填“R₂”或“R₃”）改裝成一個量程為3.0V的電壓表．
（2）如圖所示為測量電阻R_x的甲、乙兩種電路設(shè)計方案，其中用到了改裝后的電壓表和另一個電流表，則應選電路圖甲（選填“甲”或“乙”）．
（3）若所選測量電路中電流表的讀數(shù)I=6.3mA，改裝后的電壓表讀數(shù)U=1.80V．根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)，并考慮電壓表內(nèi)阻，求出待測電阻R_x=300Ω．

Answer 1

分析 （1）電表的改裝必須知道電表的確切內(nèi)阻，根據(jù)串并聯(lián)電路特點計算串并聯(lián)電阻；
（2）根據(jù)電表的阻值與被測電阻阻值確定內(nèi)外接法；
（3）根據(jù)歐姆定律求解．

解答 解：（1）電表的改裝必須知道電表的確切內(nèi)阻，電流表改裝成電壓表，應串聯(lián)一個電阻起分壓作用，故選A₂，根據(jù)歐姆定律有：$I=\frac{E}{{R}_{總}}=\frac{3.0}{5×1{0}^{-4}}=6000Ω$，R_總=R_A+R_串，得：R_串=5000Ω，故選R₃，
（2）$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}=\frac{6000}{300}=20$，$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}=\frac{300}{50}=6$，則$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以小電阻，電流表用外接法，則應選電路圖甲，
（3）根據(jù)歐姆定律得：R_X=$\frac{U}{I-\frac{U}{{R}_{V}}}=\frac{1.8}{0.0063-\frac{1.8}{6000}}=300Ω$
故答案為：（1）A₂，R₃；（2）甲；（3）300

點評 在電學實驗中，應將電阻值一定的電流表進行改裝，若需改為電壓表則應串聯(lián)一電阻，若需改為電流表則應串聯(lián)一電阻．