Question

7．某兴趣小组的同学欲測出一阻值约为50kΩ的电阻R_x的阻值，实验要求：测量精度尽可能髙，电表读数变化范围尽可能大，滑动变阻器调节范围尽量大．备选器材有：
A．电源E₁（电动势30V，内阻约2Ω）
B．电源E₂（电动势3V，内阻约0.5Ω
C．电压表V₁（量程15V，内阻约75kΩ）
D．电压表V₂（量程3V，内阻约15kΩ）
E．电压表V₃（量程5V，内阻为25kΩ）
F．滑动变阻器R₁（阻值0〜100Ω 额定电流0.5A）
G．滑动变阻器R₂（阻值0〜5Ω，额定电流2A）
H．定值电阻R₃（阻值为100Ω，额定电流0.5A）
I．开关一只，导线若干
虽然没有电流表，伹同学们热烈讨论后达成一致意见电压表也可以间接的测出电流，因此，利用备选的器材依然可以测出R_x的阻值并满足实验的要求．他们设计好电路，除被测电阻R_x外，还从备选器材中选择了：一个电源、两只电压表、一个滑动变阻器、定值电阻、一个开关和若干导线进行实验，圓满地完成了实验任务．
①他们选择的电源是A，电压表是C和E，滑动变阻器是G．（均填器材的序号字母）
②请在答题卡的虚线框中画出实验电路图．

Answer 1

分析 本题①的关键是选择内阻为确定值的电压表充当电流表，再通过求出该电压表与待测电阻串联的总电压来选择电源和另一个电压表；②根据实验“滑动变阻器调节范围尽量大”的要求可知，变阻器应采用分压式接法，由于器材中有定值电阻，可考虑将定值电阻与电源串联使用．

解答 解：①由于只有电压表${V}_{3}^{\;}$的内阻为确定值，所以应将电压表${V}_{3}^{\;}$充当电流表来测量待测电阻的电流；
再求出它们串联后两端的最大电压为${U}_{\;}^{\;}$=${I}_{V}^{\;}{（R}_{x}^{\;}{+R}_{V3}^{\;}）$=$\frac{5}{25}$×（50+25）V=15V，所以电源应选择A，还应选择电压表${V}_{1}^{\;}$，即电压表应选择C、E；
根据实验要求“电表读数变化范围尽可能大，滑动变阻器调节范围尽量大”可知，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器G以方便调节；
②由于电源的电动势过大，应考虑将定值电阻与电源串联后再连接，电路图如图所示：

故答案为：①A，C、E，G；②如图

点评 应明确：①电表的反常规接法，即电压表可充当电流表使用，电流表也可充当电压表使用，但其内阻必须为确定值才行；②当实验要求从零调或有“电表读数范围足够大、滑动变阻器调节范围尽量大”的要求时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节．