Question

2．某型號(hào)電吹風(fēng)的內(nèi)部電路圖及銘牌如圖1所示，圖中M為電動(dòng)機(jī)，R為電熱絲．該電吹風(fēng)有“熱風(fēng)”和“冷風(fēng)”兩種功能，可通過開關(guān)S₂的通斷來切換．小明從一個(gè)廢棄的該型號(hào)電吹風(fēng)中拆下電熱絲，想用伏安法測量該電熱絲在常溫下的電阻，手邊有如下器材：
A、電源E（電動(dòng)勢5V，內(nèi)阻約為0.5Ω）           B、電壓表V₁（0-3V，內(nèi)阻約為3.5kΩ）
C、電壓表V₂（0-15V，內(nèi)阻為5kΩ）              D、電流表A₁（0-15mA，內(nèi)阻約為10Ω）
E、電流表A₂（0-150mA，內(nèi)阻約為1Ω）            F、滑動(dòng)變阻器R₁（0-5Ω，2.0A）
G、滑動(dòng)變阻器R₂（0-2kΩ，0.3A）               H、開關(guān)S和導(dǎo)線若干

（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇R₁（選填“R₁”或“R₂”），電壓表應(yīng)該選擇V₁（選填“V₁”或“V₂”），電流表應(yīng)該選擇A₁（選填“A₁”或“A₂”）．
（2）請(qǐng)?jiān)趫D2的虛線框中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）若一次實(shí)驗(yàn)中，兩表的指針分別如圖3所示，則電壓表的讀數(shù)為1.8V，該電熱絲在常溫下的電阻為15Ω．

Answer 1

分析 ①在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；根據(jù)電源電動(dòng)勢選擇電壓表量程；根據(jù)通過電阻絲的電流選擇電流表量程；
②為準(zhǔn)確測量電阻阻值，應(yīng)進(jìn)行多次測量求平均值，電表變化范圍應(yīng)大一些，因此滑動(dòng)變阻器因采用分壓接法；根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法．
③根據(jù)電表量程由圖示電表確定其分度值，讀出電表示數(shù)，然后由歐姆定律求出電阻阻值．

解答 解：①為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁（0～15Ω，2.0A）；電源電動(dòng)勢為5V，為準(zhǔn)確測量，電壓表應(yīng)選0～3V量程；電熱絲兩端最大電壓為3V，電熱絲在常溫下電阻約為十幾至幾十歐姆，通過電熱絲的最大電流約較小，電流表可以選0～150mA量程．
②為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，待測電阻約為十幾歐姆，電壓表內(nèi)阻大于3kΩ，電流表內(nèi)阻小于1Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，因此電流表可以采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
③電壓表量程為0～3V，由圖4所示電壓表可知，其分度值是0.1V，電壓表示數(shù)為1.8V；電流表量程是0～150mA，其分度值是5mA，電流表示數(shù)為120mA=0.12A，電阻絲阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.12A}$=15Ω；
故答案為：（1）R₁；V₁、A₁；（2）電路圖如圖所示；（3）1.8；15

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于中學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生盡量要到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作，只有這樣才能體會(huì)具體操作細(xì)節(jié)的意義，解答實(shí)驗(yàn)問題時(shí)才能更加有把握．對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，讀數(shù)時(shí)視線要與刻度線垂直．