Question

检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器．可供使用器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
B．电流表A₁，量程0.6A，内阻约0.6Ω   C．电流表A₂，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V₁，量程15V，内阻约15KΩ   E．电压表V₂，量程3V，内阻约3KΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20Ω         G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．毫米刻度尺                        I．电键S导线若干
（1）用伏安法测定R_x的全电阻值，所选电流表

A

1

（填“A₁”或“A₂”），所选电压表为

V

2

（填“V₁”或“V₂”）．
（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图中实物连接成测量电路．
（3）为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的总长度，在不破坏变阻器的前提下，课外活动小组的同学设计了一个小实验．已知滑动变阻器使用电阻丝的电阻率ρ．
主要操作步骤：
①数出变阻器线圈表层缠绕匝数n；用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为

L

n

；从而算出电阻丝的横截面积为

πL 2

4n 2

②根据伏安法测出电阻丝的电阻值R，可写出绕制这个滑动变阻器电阻丝的长度的表达式：

RπL2

4ρn2

．（用题中所给的字母表达）

Answer 1

分析：选择电表时要求通过的电流或电压值不能小于量程的

1

3

，需要根据欧姆定律估算才行；当

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

时，电流表应用外接法接法，选择滑动变阻器接法时，应先根据闭合电路欧姆定律估算电路的最大电阻，若变阻器的全电阻大于或与之接近，则变阻器可以用限流式接法，此时若变阻器的全电阻值不是太大，也可以用分压式接法．

解答：解：（1）根据欧姆定律估算出通过待测电阻的最大电流为I=

U

R

=

3

5

A=0.6A，所以电流表应选

A

1

，因为电源电动势为3V，所以电压表应选

V

2

．
（2）由于

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以电流表应用外接法，
滑动变阻器可以用分压式，电路图如图1所示，
若用限流式接法，根据闭合电路欧姆定律估算出电路中需要的最大电阻为

R

max

=

E

1 3 I   A

=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，因其小于滑动变阻器的全电阻，所以可以用限流式接法，电路图如图2所示．

（3）①电阻丝的直径d=

L

n

，根据s=π(

d

2

)

2

可得s=

πL2

4n2

．
②根据R=

ρL

s

，可得电阻丝长度l=

RπL2

4ρn2

故答案为（1）

A

1

，

V

2

         （2）如图所示
        （3）①

L

n

，②

πL 2

4 n 2

，③

RπL2

4ρn2

点评：设计电路时，要通过估算，当电压表内阻远大于待测电阻电阻或

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

时应用外接法，否则用内接法；当要求电流或电压从零调或变阻器全电阻远小于待测电阻值时，变阻器应用分压式，一般来说变阻器能用限流式的也可以用分压式．