Question

20．從以下器材中選取適當(dāng)?shù)钠鞑�，設(shè)計一個測量阻值約為15KΩ的電阻R_x的電路，要求方法簡捷，R_x兩端的電壓從零開始變化，要盡可能提高測量的精度．
電流表A₁：量程300μA，內(nèi)阻r₁為300Ω，
電流表A₂：量程100μA，內(nèi)阻r₂=500Ω，
電壓表V₁：量程10V，內(nèi)阻r₃約為15KΩ，
電壓表V₂：量程3V，內(nèi)阻r₄≈10KΩ；
電阻R₀：阻值約為25Ω，作保護(hù)電阻用，額定電流為1A，
滑動變阻器R₁，阻值約為50Ω，額定電流為1A，
滑動變阻器R₂，阻值約為1000Ω，額定電流為1A，
電池組E：電動勢4.5V，內(nèi)阻很小但不可忽略，
開關(guān)及導(dǎo)線若干．
（1）應(yīng)選用的電流表、電壓表、滑動變阻器分別是：A₁、V₂、R₁（填儀表代號）
（2）在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
（3）用所測數(shù)據(jù)對應(yīng)的物理量計算R_x，計算表達(dá)式為R_x=$\frac{U_2}{I_1}$-r₁．

Answer 1

分析 由題意可知，電源電壓為3V，而待測電阻約為15kΩ，則可知電路中電流的最大值，本著安全準(zhǔn)確的原則可以選電壓表及電流表；
根據(jù)電阻阻值與電流表、電壓表內(nèi)阻的大小關(guān)系可以選出合理的接法，則可畫出電路圖；
由接法可知R_X兩端的電壓及電流，由歐姆定律可求得電阻值．

解答 解：（1）因電源電壓為3V，故電壓表只能選取V₂，而由歐姆定律可知，電路中的電流約為I=$\frac{3}{15000}$=200μA，故電流表應(yīng)選A₁；．
為了能多測量數(shù)據(jù)滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；選擇小電阻R₁；
（2）滑動變阻器最大阻值為50Ω，待測電阻阻值為15kΩ，待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器最大阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電流表采用內(nèi)接法，如圖所示：
（3）由題意可知，電壓值為U₂，而電流為A₂中電流減去電壓分流電流，則由歐姆定律可知：R_X=$\frac{U_2}{I_1}$-r₁，U₂表示電壓表V₂的示數(shù)，I₁表示電流A₁的示數(shù)．r表示電流表的內(nèi)阻； 
故答案為：（1）A₁，V₂；R₁（2）如上圖；（3）$\frac{U_2}{I_1}$-r₁

點(diǎn)評 電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查重點(diǎn)在于考查：儀表的選擇，接法的選擇及數(shù)據(jù)分析和誤差分析，知道在什么情況下選用外接法誤差較小，什么情況下選用內(nèi)接法誤差較�。�