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,内阻约为10...
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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R1,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A
F、滑动变阻器R2,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A
G、电源E,电动势E=4V(内阻不计)
H、电键S及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,请从所给的器材中选择合适的实验器材 (均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的表达式为Rx=,式中各符号的物理意义为 .
【回答】
考点:伏安法测电阻.
专题:实验题;恒定电流专题.
分析:(1)实验需要电源、导线,然后根据题目要求选择电流表、电压表、滑动变阻器.
(2)根据实验原理及所选实验器材设计实验电路.
(3)根据电路结构、应用欧姆定律可以求出待测电阻阻值的表达式.
解答: 解:(1)由于电源电动势为4V,电压表V量程为15V,达不到其量程的三分之一,故电压表不能使用;可用电流表A2与定值电阻R0串联扩大其电压量程,当作电压表与电流表A1配合使用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的电压表内阻已知,故电流表A1采用外接法,改装的电压表电压量程为20mA×130Ω=2.6V,滑动变阻器最大阻值为5Ω,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法;此时考虑到干路最小电流约为=0.8A,故滑动变阻器只能选择R1,经过估算当电流表
A1满偏时,电流表A2也正好满篇,非常匹配,因此满足电表读数不得小于量程的三分之一,故器材选择A、B、D、E、G、H.
(2)电流表A2与定值电阻R0串联组成电压表,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,实验电路图如图所示.
(3)待测电阻两端电压U=I2(R0+r2),通过待测电阻的电流IX=I1﹣I2,待测电阻Rx==,其中I1、I2分别为电流表A1和A2的示数,R0和r2分别为定值电阻和电流表A2的阻值.
故*为:(1)A、B、D、E、G、H;(2)电路图如图所示;
(3);I1、I2分别为 A1和A2表示数,R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值.
点评:本题考查了实验器材的选取,实验器材的选取是本题的难点,也是正确解题的关键,选择实验器材时,既要符合题目要求,又要满足:安全*原则、精确*原则与方便实验*作*原则.
知识点:串联电路和并联电路
题型:实验,探究题
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