题目内容

【题目】小明发现“伏安法”测电阻比较麻烦,通过查阅资料和探究,他制作了一只简单的可直接测电阻仪器.需器材:一节干电池(1.5V),电流表(0﹣0.6A),滑动变阻器(10Ω,0.5A),开关及导线若干.电路原理如图甲所示,当AB间接入不同阻值的电阻时,在电流表对应的位置标出阻值即可.(A、B为金属接线触点)
(1)调试时,直接把A、B相碰,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小值是Ω,此时应在电流表对应的示数位置标上Ω;
(2)当电流表指针对准刻度盘中央时AB间电阻值是多少?
(3)使用一段时间后,小明发现此仪器有些不准确了,查阅资料后时发现干电池其实也有电阻,新电池的电阻很小可以忽略,但随着使用时间变长,电池的电阻会变大.使用一段时间后,为能准确测量电阻,应将滑动变阻器向调节;
(4)老师告诉小明如果把干电池换成恒流电源(输出电流恒定)就不会出现上述情况.小明在老师的帮助下用恒流电源和电压表(0﹣3V),滑动变阻器(10Ω,0.5A)重新设计了电路如图乙,当直接把A、B相碰,电压表的示数为V;当AB间接入10Ω电阻时,电压表为1V,此电路测量电阻的范围是多少

【答案】
(1)3;0
(2)2Ω
(3)左
(4)0;0﹣30Ω
【解析】解:(1)因电流表量程为(0﹣0.6A),滑动变阻器变阻器允许通过的电流为0.5A,根据串联电路电流的规律,电路中允许的最大电流为I=0.5A,直接把A、B相碰,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小值: R最小= =3Ω;直接把A、B相碰,AB间电阻为0,故此时应在电流表对应的示数位置标上0Ω(2)当电流表指针对准刻度盘中央时AB间,即电流大小I=0.3A时,根据欧姆定律的变形公式,电路的总电阻R′= = =5Ω,
根据电阻的串联,AB间电阻值:R1=R′﹣R最小=5Ω﹣3Ω=2Ω;(3)新电池的电阻很小可以忽略,此时变阻器连入电路中的电阻为3Ω,但随着使用时间变长,电池的电阻会变大,电池的电阻与变阻器串联,因根据电阻的串联规律,故应减小变阻器连入电路中的电阻,即滑片向左移动;(4)恒流电源即输出电流恒定,当AB间接入10Ω电阻时,电阻与变阻器串联,电压表测电阻的电压,根据欧姆定律,通过的电流:I= =0.1A,因电路中电流恒定,因电流表选用小量程,根据欧姆定律,当测量的电阻最大,电压表示数为U表大=3V时,RAB= =30Ω,当电压表示数为0时,根据欧姆定律,则所测电阻也为0,故此电路测量电阻的范围是0﹣30Ω.
所以答案是:(1)3; 0; (2)2Ω;(3)左;(4)0; 0﹣30Ω.

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