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19.檢測一個(gè)標(biāo)稱值為5Ω的滑動(dòng)變阻器.可供使用的器材如下:
A.待測滑動(dòng)變阻器Rx,全電阻約為5Ω(電阻絲繞制緊密,匝數(shù)清晰可數(shù))
B.電流表A1,量程0.6A,內(nèi)阻約0.6Ω
C.電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.12Ω
D.電壓表V1,量程15V,內(nèi)阻約15kΩ
E.電壓表V2,量程3V,內(nèi)阻約3kΩ
F.滑動(dòng)變阻器R,全電阻約2OΩ
G.直流電源E,電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻不計(jì)
H.游標(biāo)卡尺
I.毫米刻度尺
J.電鍵S、導(dǎo)線若干
(1)用伏安法測定Rx的全電阻值,所選電流表為A1(填“A1”或“A2”),所選電壓表為V2(填“V1”或“V2”).
(2)畫出測量電路的原理圖1,并根據(jù)所畫原理圖將圖2中實(shí)物連接成測量電路.
(3)為了進(jìn)一步測量待測滑動(dòng)變阻器電阻絲的電阻率,需要測量電阻絲的直徑和總長度,在不破壞變阻器的前提下,請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,寫出所需器材及操作步驟,并給出直徑和總長度的表達(dá)式.

分析 選擇電表時(shí)要求通過的電流或電壓值不能小于量程的13,需要根據(jù)歐姆定律估算才行;當(dāng)RxRARV時(shí),電流表應(yīng)用外接法接法,選擇滑動(dòng)變阻器接法時(shí),應(yīng)先根據(jù)閉合電路歐姆定律估算電路的最大電阻,若變阻器的全電阻大于或與之接近,則變阻器可以用限流式接法,此時(shí)若變阻器的全電阻值不是太大,也可以用分壓式接法.

解答 解:(1)根據(jù)歐姆定律估算出通過待測電阻的最大電流為I=UR=35A=0.6A,所以電流表應(yīng)選A1,因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢為3V,所以電壓表應(yīng)選V2
(2)電路原理圖和對應(yīng)的實(shí)物連接如圖

(3)方案一:需要的器材:游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺
主要操作步驟:①數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n
②用毫米刻度尺(也可以用游標(biāo)卡尺)測量所有線圈的排列長度L,可得電阻絲的直徑為d=Ln
③用游標(biāo)卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D,可得電阻絲總長度l=nπ(D-ln
也可以用游標(biāo)卡尺測量變阻器瓷管部分的外徑D,得電阻絲總長度l=nπ(D+ln
④重復(fù)測量三次,求出電阻絲直徑和總長度的平均值
方案二:需要的器材:游標(biāo)卡尺
主要操作步驟:
①數(shù)出變阻器線圈纏繞匝數(shù)n
②用游標(biāo)卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D和瓷管部分的外徑D2,可得電阻絲的直徑d=D1D22;電阻絲總長度l=\frac{nπ}{2}(D1+D2
③重復(fù)測量三次,求出電阻絲直徑和總長度的平均值
故答案為:(1)A1;  V2;
(2)如圖;
(3)如上.

點(diǎn)評 設(shè)計(jì)電路時(shí),要通過估算,當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻電阻或Rx\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}時(shí)應(yīng)用外接法,否則用內(nèi)接法;當(dāng)要求電流或電壓從零調(diào)或變阻器全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻值時(shí),變阻器應(yīng)用分壓式,一般來說變阻器能用限流式的也可以用分壓式.

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