Question

8．從下面給定的器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材（有些器材的阻值是大約值，有些器材的阻值是準(zhǔn)確值）．設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量阻值Rx約為250Ω的電阻的電路，要求便于操作，方法簡捷，要盡可能提高測(cè)量的精度．
電流表A₁，量程10mA，內(nèi)阻r_A1≈350Ω
電流表A₂，量程300μA，內(nèi)阻r_A2≈300Ω
電流表A₃，量程100μA，內(nèi)阻r_A3≈500Ω
電壓表V₁，量程10V，內(nèi)阻r_V1=15kΩ
電壓表V₂，量程3V，內(nèi)阻r_V2=10kΩ
滑動(dòng)變阻器R₁，全阻值50Ω，額定電流為1A
滑動(dòng)變阻器R₂，全阻值5000Ω，額定電流為1A   電池組，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻很小但不能忽略
開關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）測(cè)量電路中電流表應(yīng)選A₁，電壓表應(yīng)選V₂，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁（填代號(hào)）
（2）畫出測(cè)量R_x的電路圖．
（3）在所測(cè)量數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)計(jì)算R_x，計(jì)算表達(dá)式R_x=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$，表達(dá)式中各符號(hào)表示的意義是U₂為電壓表V₂的示數(shù)，I₁為電流表A₁的示數(shù)，r_V2表示電壓表V₂的內(nèi)阻；．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
（2）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；
（3）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）電源電動(dòng)勢(shì)為6V，電壓表如果選V₁，測(cè)量誤差較大，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，則電壓表應(yīng)選取3V量程的V₂，
因電壓表選V₂，電阻兩端最大電壓為3V，電路中的最大電流約為I=$\frac{3}{250}$=0.012A=12mA，故電流表應(yīng)選A₁；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
（2）滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω，待測(cè)電阻阻值為250Ω，待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；電流表內(nèi)阻約為350Ω，電壓表內(nèi)阻為10kΩ，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表采用外接法，如電路圖如圖所示：

（3）電阻兩端電壓為：U₂，通過待測(cè)電阻的電流為A₁的示數(shù)減去電壓表的分流，
由歐姆定律可知：R_X=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$，U₂為電壓表V₂的示數(shù)，I₁為電流表A₁的示數(shù)，r_V2表示電壓表V₂的內(nèi)阻； 
故答案為：（1）A₁；V₂；R₁．（2）電路圖如圖所示；（3）$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}-\frac{{U}_{2}}{{r}_{v2}}}$；U₂為電壓表V₂的示數(shù)，I₁為電流表A₁的示數(shù)，r_V2表示電壓表V₂的內(nèi)阻；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求電阻阻值，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可求出電阻阻值．