Question

3．某同學(xué)為了測(cè)定一只電阻的阻值，采用了如下方法：
（1）用多用電表粗測(cè)：多用電表電阻擋有4個(gè)倍率：分別為×1k、×100、×10、×1，該同學(xué)選擇×100倍率，用正確的操作步驟測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大（指針位置如圖中虛線所示）．為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟：

a．換用×10倍率的擋位．
b．兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處．
c．重新測(cè)量并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤(pán)上的指針位置如圖中實(shí)線所示，測(cè)量結(jié)果是120Ω．
（2）為了盡量準(zhǔn)確測(cè)該電阻，要求測(cè)量時(shí)，電表指針有較大偏轉(zhuǎn)，測(cè)量多組數(shù)據(jù)．除被測(cè)電阻外，還備有如下實(shí)驗(yàn)儀器，請(qǐng)選擇儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
A．電壓表V（量程50V、內(nèi)阻約為25kΩ）
B．電流表A₁（量程500mA、內(nèi)電阻r₁=20Ω）
C．電流表A₂（量程100mA、內(nèi)電阻約5Ω）
D．定值電阻R₀（80Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω）
F．電源：電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)電阻較小
G．導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干
請(qǐng)畫(huà)出能準(zhǔn)確測(cè)量電阻R的電路圖（要求在電路圖上標(biāo)出元件符號(hào)）．請(qǐng)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖寫(xiě)出R_x的測(cè)量值表達(dá)式R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（R₀+r）．

Answer 1

分析 （1）歐姆表盤(pán)指針偏轉(zhuǎn)角度越大，則電流越大，電阻越小要換小量程檔位；換檔的要進(jìn)行歐姆調(diào)零，讀數(shù)要乘以倍率．
（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表量程，根據(jù)歐姆定律估測(cè)通過(guò)電路的最大電流，然后選擇電流表量程．
③該實(shí)驗(yàn)中，需要多次測(cè)量求平均值，故電流和電壓的變化范圍要適當(dāng)大一些，被測(cè)電阻比滑動(dòng)變阻器大的較多，故應(yīng)選擇使用分壓電路；因待測(cè)電阻的阻值較大，故選擇電流表內(nèi)接法．

解答 解：（1）由題知選擇×100倍率的電阻擋，正確操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度太大，由多用電表的電阻刻度特點(diǎn)可知，為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，指針要擺到表盤(pán)中央附近，則要把×100倍率擋換成×10倍率擋．由歐姆表盤(pán)的讀數(shù)規(guī)則可知測(cè)量結(jié)果為12.0×10Ω=120Ω．
（2）已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，而電壓表V的量程為50 V，相比較可得知，此電壓表不可選，誤差太大；由電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，被測(cè)阻值約120Ω，可知：通過(guò)R_x的最大電流約為I=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{6}{120}$=50 mA；此題要用伏安法測(cè)電阻，測(cè)量中表的指針要有較大角度偏轉(zhuǎn)誤差才會(huì)較小，同時(shí)知A₁的量程和內(nèi)電阻，可將定值電阻R₀與A₁串聯(lián)改裝成一電壓表測(cè)R_x兩端的電壓；滑動(dòng)變阻器R=10Ω比被測(cè)電阻R_x小得多，則采取分壓式接法，則電路圖如圖所示：

由電路圖可知，R_x兩端電壓U_x=I₁（R₀+r₁）
R_x中的電流I_x=I₂-I₁
則R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（R₀+r₁）．
故答案為：（1）a．換用×10倍率的擋位　c．120�。�2）電路圖見(jiàn)解析　$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（R₀+r）

點(diǎn)評(píng) 該題考查了在電阻的測(cè)量中的幾個(gè)注意事項(xiàng)，歐姆表在使用上要求每一次換擋后都要進(jìn)行歐姆調(diào)零；滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法； 同時(shí)要多注意電表的改裝原理的應(yīng)用．