Question

小明用“伏安法“测量定值电阻R_X的阻值，实验室提供的实验器材有：
A．待测电阻R_x（阻值约为200Ω）；
B．二节干电池（每节干电池的电压约为1.5V）；
C．电压表一个（量程0～3V，0～15V）；
D．电流表一个（量程0～0.6A，0～3A）；
E．滑动变阻器Ro（规格为100Ω，2A）；
F．开关S一个，导线若干．
则：
①小明用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值，则该电路中电流表所选用的量程对应的分度值为

 

；电路中的最大电流约为

 

A．
②小明同学在实验过程中发现该实验不能较精确地测量出待测电阻R_x的阻值．那么，为了能较精确的测出电阻R_x的阻值，请你只利用提供的部分器材重新设计一种可行的实验方案：
A．在虚线方框内画出你设计的可行实验电路图，要求连接好电路后，电表的位置不移动就能测出待测电阻R_x的阻值（其中，部分已画好）．
B．根据所画的电路图，用铅笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为符合要求的电路（没有选用的器材就不要连接．其中，部分导线已连好）
C．简述主要的实验步骤：第一步：

 

；第二步：

 

．
D．写出待测电阻的表达式R_x=

 

 （用实验步骤和题中的相关字母表示）

Answer 1

分析：①实物连接图中，电流表选择0～0.6A量程，刻度盘上最小格代表的示数是分度值．
知道电路最大电压和最小电阻，根据欧姆定律计算最大电流．
②电流表分度值是0.02A，电路最大电流约为0.015A，指针偏转太小，不能用电流表测量电流，只有电压表，采用串联方式，找电流相等列出等式．
因为滑动变阻器的最大电阻是已知的，把电压表和被测电阻并联，滑片滑到最小值时，电压表测电源电压，滑到最大值测被测电阻两端的电压，根据电流相等求解．
根据要求画出电路图．根据电路图连接实物图，连接实物图时，注意电压表量程的选择．

解答：解：①电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A．
电路最大电压约为3V，滑片滑到a端，只有R_X接入电路，电路最小电阻为200Ω，
所以，电路最大电流为：I=

U

R

=

3V

200Ω

=0.015A．
②电路最大电流太小，电流表指针偏转太小，不能准确测量的电流值，只使用电压表测量电压，使滑动变阻器与R_X串联，电压表并联在R_X两端，当滑片滑到a端，电压表测量电源电压U；滑动变阻器的滑片滑到b端，电压表测量R_X两端的电压U_X．
根据电流相等得，

UX

RX

=

U-UX

R0

，
所以，R_X=

UXR0

U-UX

．
电路图如下：

根据电路图连接实物图，从电源正极开始，依次经滑动变阻器、R_X、开关到电源的负极，电压表并联在R_X两端．如图．
电源电压约为3V，电压表选择0～3V．

故答案为：①0.02A；0.015；②如上面电路图；如上面实物图；
实验步骤：第一步：滑动变阻器的滑片滑到a端，电压表测量电源电压U；
第二步：滑动变阻器的滑片滑到b端，电压表测量R_X两端的电压U_X；

UXR0

U-UX

．

点评：题目中既有电压表，又有电流表，在电表指针偏转很小时，读数误差太大，测量结果不准确，此题电流表偏转太小，去掉电流表，只使用电压表，采用滑动变阻器与被测电阻串联，找电流相等列出等式，列等式的关键是滑片滑到最小值时，电压表测量电源电压．