Question

【題目】為了測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值（約為30 Ω），有以下一些器材可供選擇：

電流表A1（量程為0～50 mA，內(nèi)阻約為10 Ω）；

電流表A2（量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.12 Ω）；

電壓表V1（量程為0～3 V，內(nèi)阻很大）；

電壓表V2（量程為0～15 V，內(nèi)阻很大）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 Ω）；

定值電阻R（20 Ω，允許最大電流為1.0 A）；

滑動(dòng)變阻器R1（0～10 Ω，允許最大電流為2.0 A）；

滑動(dòng)變阻器R2（0～1 kΩ，允許最大電流為0.5 A）；

單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。

根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)電路，要求測(cè)量范圍盡可能大、精確度高。

（1）電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________ (填寫器材符號(hào)) 。

（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖__________（并在電路圖中標(biāo)出所用元件的對(duì)應(yīng)符號(hào)）。

（3）若電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式為Rx=_______。

Answer 1

【答案】（1）A1 V1R1 （2） 如下圖所示 （3）

【解析】

根據(jù)已知電源可知最高電壓，根據(jù)安全性原則可選擇電壓表，由歐姆定律求出最大電流，即可選出電流表；由題意可知電路的接法，可選擇滑動(dòng)變阻器；由要求可知應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)題意分析可知電流表及電壓表的接法，同時(shí)可得出定值電阻的使用；由歐姆定律可求得總電阻，再由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可求得待測(cè)電阻；

解：(1)由題意可知，電源電壓為3V，故電壓表只能采用03V，不能選用最大量程為15V的電壓表，電壓表選用V1；而由于待測(cè)電阻為30Ω，則電路中電流最大為，故不能選用最大量程為3A的電流表，只能采用電流表A1(量程0～50 mA)，故電流表只能選用A1；而由題意（要求所測(cè)量范圍盡可能大）可知，電路應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用較小的電阻，故滑動(dòng)變阻器選用R1；

(2)因題目要求所測(cè)量的值的變化范圍盡可能大一些，故可知應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；

由于電流表量程只有050mA，若只接待測(cè)電阻，電路中電流過大損壞電流表，故可將定值電阻接入與待測(cè)電阻串聯(lián)；

由于電壓表的內(nèi)阻很大，則有，故電壓表分流較小，故應(yīng)采用電流表外接法；

故電路如下圖所示：

(3)由歐姆定律可知，解得