Question

2．某同学在实验室要测某一未知电阻的阻值．
（1）他先用多用电表测其阻值，它将选择开关打到“×1”挡，然后进行欧姆调零，再将该元件接到两表笔之间，指针偏转如图1所示，则所测阻值为6Ω．
（2）该同学用伏安法设计了一实验精确测量该元件电阻的电路．准备了以下实验器材：
待测电阻R_x
电流表A₁：量程0.6A、内阻r₁为0.5Ω
电流表A₂：量程30mA、内阻r₂约为30Ω
电压表V₁：量程10V，内阻约10kΩ
电压表V₂：量程3V，内阻约3kΩ　
滑动变阻器R：0～10Ω
干电源E：电动势为E=3.0V，内阻r约0.1Ω
电键及导线若干
①请设计一个最合理的电路原理图，画在规定方框内（如图2），要求电压能从零调节．
②写出R_x的计算公式R_x=$\frac{U}{I}$；说明公式中各物理量的意义：U为电压表示数，I为电流表示数．

Answer 1

分析 （1）用欧姆表测电阻，选择挡位后要进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；
（2）①根据题意确定滑动变阻器的 接法，根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出电路图；
②根据实验电路，应用欧姆定律求出电阻的表达式．

解答 解：（1）选择开关打到“×1”挡，然后进行欧姆调零，由图示表盘可知，所测电阻阻值为：6×1=6Ω；
（2）①电源电动势为3V，电压表应选择V₂，电路最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，电流表应选择A₁；
题目要求电压能从零开始调节，则滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为6Ω，
电流表内阻为0.5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，
电流表应采用外接法，电路图如图所示：

②待测电阻阻值：R_x=$\frac{U}{I}$，U为电压表示数，I为电流表示数；
故答案为：（1）进行欧姆调零；6；（2）①如图所示；②$\frac{U}{I}$；U为电压表示数，I为电流表示数．

点评 本题考查了欧姆表的使用注意事项与欧姆表读数，设计实验电路、求电阻阻值；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图的关键；伏安法测电阻时，如果待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值、如果电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法．