Question

11．要精確測量一個阻值約為5Ω的電阻R，實驗提供下列器材：
電流表A₁：量程為100mA，內(nèi)阻r₁約為4Ω
電流表A₂：量程20mA，內(nèi)阻r₂=20Ω
電壓表V₁：量程3V，內(nèi)阻r₃約為3kΩ
電壓表V₂：量程15V，內(nèi)阻r₄約為15kΩ
變阻器R₀：阻值約為10Ω
電池E：電動勢?=1.5V，內(nèi)阻很小
電鍵S，導線若干
（1）險電源、電鍵、導線外還需要的器材：A₁，A₂，R₀（寫出器材代號）
（2）在如圖虛線方框中畫出電路圖，標明所用器材的代號．
（3）需要測量的物理量有A₁、A₂的讀數(shù)I₁、I₂、根據(jù)所測物理量，求出電阻阻值的表達式R=$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意條件，結(jié)合各電表的里程，從而確定器材的選��；
（2）根據(jù)所給實驗器材與測電阻的原理設(shè)計實驗電路圖；
（3）根據(jù)電路圖，應用并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻阻值．

解答 解：（1、2）本實驗電壓表的內(nèi)阻均是大約值，因此選用已知內(nèi)阻的電流表A₂與待測電阻并聯(lián)間接測出電壓，用電流表測電流，電流表A₂內(nèi)阻為20Ω，待測電阻阻值約為5Ω，電流表A₁電阻約為4Ω，由于電流表A₂內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表A₁應采用外接法，為進行多次實驗，測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示：

（3）由電路圖可知，待測電阻兩端電壓U=U_A2=I₂r₂，
通過待測電阻的電流I_X=I₁-I₂，
待測電阻阻值：R_X=$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；
所以需要測最的物理量是A₁、A₂的讀數(shù)I₁、I₂，
故答案為：（1）A₁，A₂，R₀；
（2）如上圖所示；
（3）A₁、A₂的讀數(shù)I₁、I₂；$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 本題應明確實驗的原則應以安全、準確為主，若量程過大將會導致測量結(jié)果不準確；故此題以電流表代替了電壓表使用，讀出電流值再通過計算得出電壓值．