Question

小明用“伏安法“測量定值電阻R_X的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有：
A．待測電阻R_x（阻值約為200Ω）；
B．二節(jié)干電池（每節(jié)干電池的電壓約為1.5V）；
C．電壓表一個(gè)（量程0～3V，0～15V）；
D．電流表一個(gè)（量程0～0.6A，0～3A）；
E．滑動(dòng)變阻器Ro（規(guī)格為100Ω，2A）；
F．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．
則：
①小明用如圖所示的電路來測量待測電阻Rx的阻值，則該電路中電流表所選用的量程對應(yīng)的分度值為

 

；電路中的最大電流約為

 

A．
②小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)不能較精確地測量出待測電阻R_x的阻值．那么，為了能較精確的測出電阻R_x的阻值，請你只利用提供的部分器材重新設(shè)計(jì)一種可行的實(shí)驗(yàn)方案：
A．在虛線方框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的可行實(shí)驗(yàn)電路圖，要求連接好電路后，電表的位置不移動(dòng)就能測出待測電阻R_x的阻值（其中，部分已畫好）．
B．根據(jù)所畫的電路圖，用鉛筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接起來，使之成為符合要求的電路（沒有選用的器材就不要連接．其中，部分導(dǎo)線已連好）
C．簡述主要的實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：

 

；第二步：

 

．
D．寫出待測電阻的表達(dá)式R_x=

 

 （用實(shí)驗(yàn)步驟和題中的相關(guān)字母表示）

Answer 1

分析：①實(shí)物連接圖中，電流表選擇0～0.6A量程，刻度盤上最小格代表的示數(shù)是分度值．
知道電路最大電壓和最小電阻，根據(jù)歐姆定律計(jì)算最大電流．
②電流表分度值是0.02A，電路最大電流約為0.015A，指針偏轉(zhuǎn)太小，不能用電流表測量電流，只有電壓表，采用串聯(lián)方式，找電流相等列出等式．
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的最大電阻是已知的，把電壓表和被測電阻并聯(lián)，滑片滑到最小值時(shí)，電壓表測電源電壓，滑到最大值測被測電阻兩端的電壓，根據(jù)電流相等求解．
根據(jù)要求畫出電路圖．根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，連接實(shí)物圖時(shí)，注意電壓表量程的選擇．

解答：解：①電流表選擇0～0.6A量程，分度值為0.02A．
電路最大電壓約為3V，滑片滑到a端，只有R_X接入電路，電路最小電阻為200Ω，
所以，電路最大電流為：I=

U

R

=

3V

200Ω

=0.015A．
②電路最大電流太小，電流表指針偏轉(zhuǎn)太小，不能準(zhǔn)確測量的電流值，只使用電壓表測量電壓，使滑動(dòng)變阻器與R_X串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在R_X兩端，當(dāng)滑片滑到a端，電壓表測量電源電壓U；滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b端，電壓表測量R_X兩端的電壓U_X．
根據(jù)電流相等得，

UX

RX

=

U-UX

R0

，
所以，R_X=

UXR0

U-UX

．
電路圖如下：

根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，從電源正極開始，依次經(jīng)滑動(dòng)變阻器、R_X、開關(guān)到電源的負(fù)極，電壓表并聯(lián)在R_X兩端．如圖．
電源電壓約為3V，電壓表選擇0～3V．

故答案為：①0.02A；0.015；②如上面電路圖；如上面實(shí)物圖；
實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端，電壓表測量電源電壓U；
第二步：滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b端，電壓表測量R_X兩端的電壓U_X；

UXR0

U-UX

．

點(diǎn)評：題目中既有電壓表，又有電流表，在電表指針偏轉(zhuǎn)很小時(shí)，讀數(shù)誤差太大，測量結(jié)果不準(zhǔn)確，此題電流表偏轉(zhuǎn)太小，去掉電流表，只使用電壓表，采用滑動(dòng)變阻器與被測電阻串聯(lián)，找電流相等列出等式，列等式的關(guān)鍵是滑片滑到最小值時(shí)，電壓表測量電源電壓．