Question

4．（1）某研究小組的同學為了測量某一電阻R_X的阻值，甲同學先用多用電表進行粗測．使用多用電表歐姆擋時，將選擇開關(guān)置于合適的擋位后，必須先將兩表筆短接，再進行歐姆調(diào)零，使指針指在歐姆刻度的“0”處．若該同學將選擇旋鈕在“×1”位置，指針在刻度盤上停留的位置如圖甲所示，則所測量的值為18Ω．

（2）為進一步精確測量該電阻，實驗臺上擺放有以下器材：A．電流表（量程15mA，內(nèi)阻未知）
B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻未知）
C．電阻箱（最大電阻99.99Ω）
D．電阻箱（最大電阻999.9Ω）
E．電源（電動勢3V，內(nèi)阻1Ω）
F．單刀單擲開關(guān)2只    
G．導線若干
乙同學設計的電路圖如圖乙所示，現(xiàn)按照如下實驗步驟完成實驗：
①調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R₁，僅閉合S₁，使電流表有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I；
②調(diào)節(jié)電阻箱，保持開關(guān)S₁閉合，開關(guān)S₂閉合，再次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R₂，使電流表讀數(shù)仍為I．
a．根據(jù)實驗步驟和實驗器材規(guī)格可知，電流表應選擇A，電阻箱應選擇D．（填器材前字母）
b．根據(jù)實驗步驟可知，待測電阻Rx=R₂-R₁（用題目所給測量數(shù)據(jù)表示）．
（3）利用以上實驗電路，閉合S₂調(diào)節(jié)電阻箱R，可測量出電流表的內(nèi)阻R_A，丙同學通過調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了$\frac{1}{I}$-R圖象如圖丙所示．若圖象中縱軸截距為1A^-1，則電流表內(nèi)阻R_A=2Ω．

Answer 1

分析 （1）解答本題應掌握：歐姆表使用前首先應進行調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆刻度的“0”處．歐姆表讀數(shù)是指示值乘以倍率；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出通過待測電阻的最大電流來選擇電流表量程，然后再通過求出電路中需要的最大電阻來選擇電阻箱；列出開關(guān)S₂斷開和閉合時對應的閉合電路歐姆定律表達式，然后求解即可；
（3）根據(jù)（2）中所列方程，根據(jù)圖象的性質(zhì)可求得電流表內(nèi)阻．

解答 解：（1）歐姆表使用前首先應進行歐姆調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕使指針指在歐姆刻度的“0”處．所測量電阻的值為R=18×1Ω=18Ω．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過待測電阻的最大電流為：I_max=$\frac{E}{{R}_{X}+{R}_{A}+r}$＜$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{18}$≈0.167A=167mA，如果電流表選B，則讀數(shù)誤差太大，故電流表應選A；
電源電動勢為3V，電流表量程為15mA=0.015A，由歐姆定律：I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的最小電阻應為：R_max=$\frac{E}{{I}_{A}}$=$\frac{3V}{0.015A}$=200Ω，所以電阻箱應選D；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，
S₂斷開時有：E=I（R_x+R₁+R_A+r）…①
S₂閉合時有：E=I（R₂+R_A+r）…②
聯(lián)立①②解得：R_x=R₂-R₁；
（3）S閉合后，由閉合電路歐姆定律可知：E=I（R₂+R_A+r）
則有：$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{2}+{R}_{A}+r}{E}$，
則可知圖象的縱軸的交點為：$\frac{{R}_{A}+r}{E}$=1，
解得：R_A=2Ω；
故答案為：（1）歐姆調(diào)零；18；（2）A；D；R₂-R₁；（3）2．

點評 本題考查測量電阻的實驗，要注意正確根據(jù)題意明確實驗原理；然后根據(jù)所對應的物理規(guī)律分析求解即可；對于圖象分析問題，要注意根據(jù)物理規(guī)律確定公式，結(jié)合圖象的性質(zhì)分析斜率以及截距的意義．