Question

19．為了測量某待測電阻R_x的阻值（約為30Ω）．有以下一些器材可供選擇：
電流表：A₁（量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω）  A₂（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω）
電壓表：V₁（量程0～3V，內(nèi)阻很大）      V₂（量程0～15V，內(nèi)阻很大）
電源：E（電動勢為約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω）     
定值電阻R（20Ω，允許最大電流1.0A）
滑動變阻器R₁（0～10Ω、允許最大電流2.0A）   
滑動變阻器R₂（0～1kΩ、允許最大電流0.5A）
單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干
（1）電流表應(yīng)選A₁，電壓表應(yīng)選V₁，滑動變阻器應(yīng)選R₁（填字母代號）．
（2）請在方框中畫出測量電阻R_x的實驗電路圖（要求所測量值范圍盡可能大）
（3）某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達式為R_x=$\frac{U}{I}-R$．

Answer 1

分析 （1）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，可選擇滑動變阻器；
（2）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，同時可得出定值電阻的使用；　
（3）由歐姆定律可求得總電阻，再由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可求得待測電阻．

解答 解：（1）由題意可知，電源電壓為3V，故電壓表只能采用0～3V，不能選用最大量程為15V的電壓表，電壓表選用V₁；而由于待測電阻為30Ω，則電路中電流最大為100mA，故不能選用最大量程為3A的電流表，故電流表只能選用A₁；而由題意可知，電路應(yīng)采用分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選用較小的電阻，故滑動變阻器選用R₁；即F；由電流表的量程，及所測電阻的阻值，可得定值電阻為20Ω．
（2）因題目要求所測量的值的變化范圍盡可能大一些，故可知應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法；由于電流表量程只有0～50mA，若只接待測電阻，電路中電流過大損壞電流表，故可將定值電阻接入與待測電阻串聯(lián)；
由于電壓表的內(nèi)阻很大，則有$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}＞\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，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R+R_x=$\frac{U}{I}$，解得R_x=$\frac{U}{I}-R$

故答案為：（1））A₁；V₁；R₁（2）在右面方框中畫出實驗電路圖如圖．�。�3）$\frac{U}{I}-R$

點評 在電學(xué)實驗的考查中，經(jīng)�？疾榈絻x表的選擇、電流表內(nèi)外接法的選擇及實驗數(shù)據(jù)的處理，故應(yīng)注意此類問題的解法；在實驗中要注意把握準確性及安全性原則