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______（填“A₁”或“A₂”），所选电压表为______（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______；从而算出电阻丝的横截面积为______
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：______．（用题中所给的字母表达）

Answer 1

（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