Question

用伏安法測(cè)量一個(gè)阻值約為20Ω的未知電阻R_x的阻值，有下列器材：
電源E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)）；
電流表A₁（量程0～50mA，內(nèi)阻約12Ω）；
電流表A₂（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω）；
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
滑線(xiàn)變阻器R_1（（0～10Ω，允許最大電流2.0A）；
滑線(xiàn)變阻器R_2（（0～1000Ω，允許最大電流0.5A）；
定值電阻R（30Ω，允許最大電流1.0A）；
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干．
（1）在以上備選器材中，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______，滑線(xiàn)變阻器應(yīng)選用______ （填寫(xiě)器材的字母代號(hào)）．
（2）請(qǐng)?jiān)谔摼�(xiàn)框中畫(huà)出測(cè)量電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖（要求所測(cè)量的值的變化范圍盡可能大一些，所用器材用對(duì)應(yīng)的符號(hào)標(biāo)出）．
（3）某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式R_x=______．

Answer 1

【答案】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(dòng)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(shí)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(cè)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(cè)電阻為20Ω，則電路中電流最大為150mA； 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(dòng)變阻器應(yīng)選用較小的電阻，故滑動(dòng)變阻器選用R₁；
（2）因題目要求所測(cè)量的值的變化范圍盡可能大一些，故可知應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；由于電流表量程只有0～50mA，若只接待測(cè)電阻，電路中電流過(guò)大損壞電流表，故可將定值電阻接入與待測(cè)電阻串聯(lián)；由于=60； 而==4.1，故電壓表分流較小，故應(yīng)采用電流表外接法；故電路如圖所示：
（3）由歐姆定律可知R+R_x=，解得R_x=-R；
故答案為：（1）A₁，V₁，R₁； （2）如圖所示；（3）-R．

點(diǎn)評(píng)：在電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，故應(yīng)注意此類(lèi)問(wèn)題的解法；在實(shí)驗(yàn)中要注意把握準(zhǔn)確性及安全性原則．