题目内容

用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω),实验室提供如下器材:
电池组E   电动势3V,内阻不计
电流表A1  量程0-10mA,内阻约为40Ω-60Ω
电流表A2  量程0-500μA,内阻为1kΩ
滑动变阻器R1,阻值范围0-20Ω,额定电流2A
电阻箱R2,阻值范围0-9999Ω,额定电流1A
电键S、导线若干
要求实验中应尽可能准确的测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)上述器材中缺少电压表,需选一只电流表将它改装成电压表,则改装表选用的器材是
 
(填写器材代号);
(2)在方框中画出测量Rx阻值的电路图,并在图中表明器材代号;
(3)实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω,再调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是
 
mA,电流表A2的示数是
 
μA,测得待测电阻Rx的阻值是
 

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分析:本题中没有电压表,所以需要将内阻为已知的电流表A2 与定值电阻串联改装为电压表,然后待测电阻的大小判断电流表应选外接法还是内接法,由于滑动变阻器阻值太小,故变阻器应用分压式接法.
电流表的读数若正好指在刻度线上,一般不估读;若指在两刻度线之间,一般按最小分度的
1
4
1
5
估读;待测电阻根据Rx=
U
I
计算可得.
解答:精英家教网解:(1)由于电流表A2 的额定电流太小,不能作为电流表单独使用;
又它的内阻一定,定值电阻R2 与电流表A2 内阻接近,可考虑将 A2与 R2串联,故可以将电流表 A2串联定值电阻 R2,将其改装成一个量程为3V的电压表.
改装表选用的器材是A2R2
(2)A2的满偏电压:U2=I2r2=500×10-6×1000=0.5V
将其改装成一个量程为3V的电压表需要串联一个电阻:R=
U-U2
I2
=5000
Ω
所以,电压表的内阻RV=R2+r2=1000+5000=6000Ω,由于
RV
RX
RX
RA
,故电流表应用用外接法;
又滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如甲图所示;
(3)根据图可得,电流表的读数:6.4mA;A2的读数:240μA;对应的电压表:U=I2RV=240×10-6×6000V=1.44V
根据欧姆定律有I1=
U
Rg1
+
U
RX
,代入数值可得 RX=187.5Ω
故答案为:(1)A2R2
(2)电路如图
(3)6.4mA;240μA;187.5Ω
点评:在电学实验中,应将电阻值一定的电流表进行改装,若需改为电压表则应串联一电阻,若需改为电流表则应串联一电阻.
练习册系列答案
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(1)如图1所示,在做“互成角度的两个力的合成”的实验中,在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在A点上,另一端连接两根细线,然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一点O,此时需记录下:①
 
,②
 
,③
 

然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到O点后再记录下:④
 
,⑤
 

如图2所示,是该同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到数据图,请选好标度在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理.
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(2)某同学要用“伏安法”测定一个待测电阻Rx(阻值约为200Ω)的阻值,实验室提供了如下器材:
电池组E(电动势为3V,内阻不计);电流表A1(量程为0~10mA,内阻约为40Ω~60Ω);
电流表A2(量程为0~500μA,内阻为1000Ω);滑动变阻器R1(阻值范围为0~20Ω,额定电流为2A);
电阻箱R2(阻值范围为0~9999Ω,额定电流为1A);开关S,导线若干.
请你帮助该同学完成实验中的下述问题(实验中应尽可能的考虑更加准确地测量Rx的阻值):
①上述器材中缺少电压表,需选一只电流表将它改装成电压表.请在图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图,并在图中标明所用器材的代号.
②请在图乙的方框中画出测量Rx阻值的电路图,并在图中标明各器材的代号.精英家教网
③实验中,将电阻箱R2的阻值调为4000Ω,再调节滑动变阻器R1,使两表的示数如下图所示,可读出电流表A1的示数是
 
,电流表A2的示数是
 
,测得Rx的阻值是
 

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