Question

2．（1）如圖1所示為簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig=300μA，內(nèi)阻Rg=100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)該是紅（填“紅”或“黑”）色，按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則R_x=5kΩ．若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，用正確使用方法再測(cè)電阻時(shí)其測(cè)量結(jié)果將偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

（2）測(cè)量電阻時(shí)，有下列器材可供選擇
A．待測(cè)電阻Rx（阻值約為5Ω）        
B．電流表A₁（量程3mA，內(nèi)阻r₁=10Ω）
C．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻r₂約為1Ω）
D．電壓表V（量程6V，內(nèi)阻約3KΩ）
E．定值電阻R₁=990Ω              
F．定值電阻R₂=9990Ω
G．滑線變阻器R（最大阻值為3Ω，額定電流為1.0A）
H．電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約為1Ω）
I．導(dǎo)線、電鍵
①為盡可能精確測(cè)量電阻值，請(qǐng)將設(shè)計(jì)電路圖填在圖2方框中
②不選擇的器材有：DF
③計(jì)算R_x的表達(dá)式$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆表的結(jié)構(gòu)，由閉合電路歐姆定律可以判斷讀數(shù)，以及電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大時(shí)測(cè)量結(jié)果的變化．
（2）電壓表不可用，將電流表與電阻串聯(lián)當(dāng)作電壓表應(yīng)用，再用伏安法測(cè)量．

解答 解：（1）歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“+”進(jìn)“-”出，即回路中電流從標(biāo)有“+”標(biāo)志的紅表筆進(jìn)去，所以與A相連的表筆顏色是紅色；
當(dāng)兩表筆短接（即R_x=0）時(shí)，電流表應(yīng)調(diào)至滿偏電流I_g，設(shè)此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻為R_內(nèi)此時(shí)有關(guān)系：
I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}}$    得R_內(nèi)=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5}{300×1{0}^{-6}}$=5kΩ；
當(dāng)指針指在刻度盤的正中央時(shí)內(nèi)外阻相等為5Ω；
當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大時(shí)，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流I_g不變，由公式：
I_g=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}}$，歐姆表內(nèi)阻R_內(nèi)得調(diào)小，待測(cè)電阻的測(cè)量值是通過(guò)電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來(lái)的，由I=$\frac{E}{{R}_{內(nèi)}+{R}_{x}}$=$\frac{{I}_{g}}{1+\frac{{R}_{x}}{{R}_{內(nèi)}}}$，可知當(dāng)R_內(nèi)變小時(shí)，I變小，指針跟原來(lái)的位置相比偏左了，故歐姆表的示數(shù)變大了．
（2）①因電壓表量程過(guò)大不可用，則用兩個(gè)電流表相結(jié)合：電流表A₁與R₁串聯(lián)后與R_x并聯(lián)再與電流表A₂串聯(lián)
電路如圖所示：

②不用的器材為DF
③由歐姆定律得得：R_x=$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
故答案為：（1）紅；5；偏大
（2）①如圖

②DF   
③$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$

點(diǎn)評(píng) 本小題考查了考查歐姆表的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理，同時(shí)還要注意測(cè)量誤差應(yīng)如何來(lái)分析，對(duì)于電阻的測(cè)理若電壓表不可用可將電流表與電阻串聯(lián)當(dāng)作電壓表應(yīng)用．