Question

1．待測(cè)電阻Rx的阻值約為20Ω，現(xiàn)要測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下：
A．電流表A₁（量程150mA，內(nèi)阻r₁約為10Ω）  
B．電流表A₂（量程20mA，內(nèi)阻r ₂=30Ω）；
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；  
D．定值電阻R₀=100Ω；
E．滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0～10Ω，允許最大電流1.0A）；
F．電源（電動(dòng)勢(shì)E=4V，內(nèi)阻不計(jì)）；          
G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）設(shè)計(jì)測(cè)量Rx的最佳實(shí)驗(yàn)電路，將電路圖畫在實(shí)線框內(nèi)并標(biāo)明元件符號(hào)．
（2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有I₁、I₂，待測(cè)電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)需要電源、導(dǎo)線，然后根據(jù)題目要求選擇電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及所選實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用歐姆定律可以求出待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式

解答 解：（1）由于沒有電壓表可用電流表A₂與定值電阻R₀串聯(lián)作電壓表測(cè)電壓，用電流表A₁測(cè)量待電流，由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A₁采用外接法，由于待測(cè)電阻阻值大于滑動(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，電路圖如圖所示：

（2）待測(cè)電阻兩端電壓U=I₂（R₀+r₂），通過待測(cè)電阻的電流I_X=I₁-I₂，
待測(cè)電阻阻值：R_x=$\frac{U}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，其中I₁、I₂分別為電流表A₁和A₂的示數(shù)，R₀和r₂分別為定值電阻和電流表A₂的阻值．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）I₁、I₂；$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取，實(shí)驗(yàn)器材的選取是本題的難點(diǎn)，也是正確解題的關(guān)鍵，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，既要符合題目要求，又要滿足：安全性原則、精確性原則與方便實(shí)驗(yàn)操作性原則．