Question

待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻r1约为10Ω）；

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30Ω）；

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；

D．定值电阻R0＝100Ω；

E．滑动变阻器R（阻值范围0～10Ω，允许最大电流1.0A）；

F．电源（电动势E＝4V，内阻不计）；

G．开关S及导线若干。

（1）为了使测量结果准确，要求测量时电表读数变化范围较大，且不得小于其量程的1／3，以上器材不合适的是_______（用器材前对应的序号字母填写）。

（2）利用其余的实验器材，设计测量Rx的最佳实验电路，将电路图画在实线框内并标明元件符号。

（3）实验中需要测量的物理量有_______，待测电阻的表达式Rx＝_________。

Answer 1

【知识点】伏安法测电阻．J4

【答案解析】①C；②电路图如图所示．③电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2，．解析：①若用电流表A1测量电流，通过待测电阻Rx的电流最大值为Im=150mA=0.15A，Rx两端电压的最大值为 Um=ImRx=0.15×20V=3V

若用电流表A2测量电流，待测电阻Rx两端电压的最大值为 Um=ImRx=0.02×20V=0.4V

若用电压表V测量Rx两端电压，由于电压表V的量程为15V，量程过大，指针偏转角度达不到量程的，所以电压表不合适．

②将电流表A2与定值电阻串联改装成电压表，改装后的电压表内阻较大，待测电阻Rx的阻值较小，可采用电流表的外接法．滑动变阻器总电阻较小，可采用分压接法．电路图如图所示．

③设电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2．

根据并联电路电压相等的规律得：（I1﹣I2）Rx=（R0+r2）

解得：Rx=

故需要测量电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2．

【思路点拨】①根据欧姆定律估算出待测电阻Rx两端电压的最大值，就能知道电压表量程太大，达不到题目的要求：电表读数变化范围较大，且小于其量程的．

②测量电阻的原理是伏安法，电压表不合适，可将电流表A2与定值电阻串联改装成电压表，改装后的电压表内阻较大，可采用电流表的外接法设计测量电路．

③根据串、并联电路的规律和欧姆定律，求出Rx，再确定需要测量的物理量．