Question

18．为了测量某待测电阻R_x的阻值（约为 30Ω），有以下一些器材可供选择．
电流表（量程0～50mA，内阻约10Ω）；
电流表（量程0～3A，内阻约0.12Ω）；
电压表（量程0～3V，内阻很大）；
电压表（量程0～15V，内阻很大）；
电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；
定值电阻R（20Ω，允许最大电流1.0A）；
滑动变阻器R₁（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；
单刀单掷开关S一个，导线若干．
（1）对于电流表和电压表的选择，下列说法正确的是A
A．电流表应选，电压表应选  B．电流表应选，电压表应选
C．电流表应选，电压表应选D．电流表应选，电压表应选
（2）请在下面的虚线框内画出测量电阻R_x的实验电路图．（要求所测量范围尽可能大）

（3）某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为R_x=$\frac{U}{I}$-R．

Answer 1

分析 （1）根据电源电动势选择电压表，根据通过电阻的最大电流选择电流表．
（2）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出电路图．
（3）根据实验电路应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值．

解答 解：（1）电源电动势为3V，则电压表选V₁；通过待测电阻的最大电流约为：I=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{30}$=0.1A=100mA，选量程为3A的电流表读数误差太大，可以把定值电阻与待测电阻串联，此时电路最大电流约为：I=$\frac{E}{R+{R}_{X}}$=$\frac{3}{20+30}$=0.05A=50mA，电流表应选择A₁．故选A．
（2）定值电阻与待测电阻串联的总阻值约为30+20=50Ω，远大于滑动变阻器最大阻值10Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；
电流表内阻约为10Ω，电压表内阻很大，电流表可以采用外接法，电路图如图所示：

（3）待测电阻阻值：R_X=$\frac{U}{I}$-R；
故答案为：（1）A；（2）电路图如图所示；（3）$\frac{U}{I}$-R．

点评 在电学实验的考查中，经常考查到仪表的选择、电流表内外接法的选择及实验数据的处理，故应注意此类问题的解法；在实验中要注意把握准确性及安全性原则．