Question

18．為了測量某待測電阻R_x的阻值（約為30Ω），有以下一些器材可供選擇．
電流（量程0～50mA，內阻約10Ω）；        
電流（量程0～3A，內阻約0.12Ω）；
電壓（量程0～3V，內阻很大）；             
電壓（量程0～15V，內阻很大）；
電源E（電動勢約為3V，內阻約為0.2Ω）；       
定值電阻R（20Ω，允許最大電流1.0A）；
滑動變阻器R（0～10Ω，允許最大電流2.0A）；   
單刀單擲開關S一個，導線若干．
（1）電流表應選A₁，電壓表應選V₁．
（2）請在下面的虛線框內畫出測量電阻R_x的實驗電路圖．（要求所測量范圍盡可能大）
（3）某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達式為R_x=$\frac{U}{I}$-R．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)通過電阻的最大電流選擇電流表．
（2）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）根據(jù)實驗電路應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻阻值．

解答 解：（1）電源電動勢為3V，則電壓表選V₁；通過待測電阻的最大電流約為：I=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{30}$=0.1A=100mA，選量程為3A的電流表讀數(shù)誤差太大，可以把定值電阻與待測電阻串聯(lián)，此時電路最大電流約為：I=$\frac{E}{R+{R}_{X}}$=$\frac{3}{20+30}$=0.05A=50mA，電流表應選擇A₁．
（2）定值電阻與待測電阻串聯(lián)的總阻值約為30+20=50Ω，遠大于滑動變阻器最大阻值10Ω，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法；
電流表內阻約為10Ω，電壓表內阻很大，電流表可以采用外接法，電路圖如圖所示：

（3）待測電阻阻值：R_X=$\frac{U}{I}$-R；
故答案為：（1）A₁；V₁；（2）電路圖如圖所示；（3）$\frac{U}{I}$-R．

點評 在電學實驗的考查中，經(jīng)�？疾榈絻x表的選擇、電流表內外接法的選擇及實驗數(shù)據(jù)的處理，故應注意此類問題的解法；在實驗中要注意把握準確性及安全性原則．