Question

17．探究一個(gè)未知導(dǎo)體元件R_x（阻值約為100Ω）的阻值實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：
電流表A₁（量程30mA，內(nèi)阻為20Ω）    
電流表A₂（量程500μA，內(nèi)阻為lKΩ）
電壓表V（量程15V，內(nèi)阻3kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為50Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為5KΩ）
電阻箱R₀（阻值范圍0-9999Ω）
穩(wěn)壓直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V）
電鍵S、導(dǎo)線若干
①為了盡可能提高測(cè)量準(zhǔn)確度，除了未知導(dǎo)體元件R_x、電源E、電鍵S、導(dǎo)線外，還需選擇的器材有A₁，A₂，R₀，R₁（填器材后面的代號(hào)）：
②在虛線方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)．
③寫(xiě)出計(jì)算未知導(dǎo)體元件阻值的表達(dá)式R_x=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{{A}_{2}}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$（用字母表示），公式中字母的意義是：I₂電流表A₂的電流，R_A2電流表A₂的電阻，R₀滑動(dòng)變阻箱的電阻，I₁電流A₁的電流．

Answer 1

分析 合理選擇實(shí)驗(yàn)器材，先選必要器材，再根據(jù)要求滿足安全性，準(zhǔn)確性，方便操作的原則選擇待選器材．電流表的接法要求大電阻內(nèi)接法，小電阻外接法．滑動(dòng)變阻器是小電阻控制大電阻，用分壓式接法．

解答 解：①電源電動(dòng)為4V，電壓表只有一個(gè)，且量程為15V，不準(zhǔn)確，因此只有將電流表改裝，即將電流表A₂與電阻箱R₀串聯(lián)，則可當(dāng)作電壓表使用．
電阻中最大電流約為I=$\frac{E}{R}$=$\frac{4}{100}$A=0.04A，故應(yīng)選擇電流表A₁；
因待測(cè)電阻約為100Ω，根據(jù)待測(cè)電阻阻值的平方與電壓表及電流表的電阻乘積相比較，可知待測(cè)電阻阻值偏小，故用電流表外接法；
由于待測(cè)電阻約為100Ω，對(duì)于滑動(dòng)變阻器50Ω與5000Ω，則選取50Ω滑動(dòng)變阻器，采用限流式接法，方便控制電壓變化的范圍，所以滑動(dòng)變阻器選擇R₁．
 ②根據(jù)以上分析，實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)圖，如下圖．

③根據(jù)歐姆定律，則R_x=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{{A}_{2}}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案為：①A₁，A₂，R₁，R₀；②如上圖所示； 
③$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{{A}_{2}}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，I₂電流表A₂的電流，R_A2電流表A₂的電阻，R₀滑動(dòng)變阻箱的電阻，I₁電流A₁的電流．

點(diǎn)評(píng) 選擇器材通常的步驟：1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路．2、估算電路中電壓、電流可能達(dá)到的最大值，以此選擇電壓表和電流表的量程．
實(shí)驗(yàn)電路所用器材的要求要熟練掌握，讀數(shù)的要求，誤差來(lái)源的分析，變阻器的分壓與限流式區(qū)別要弄清楚．