题目内容
【题目】几位同学对一个阻值大约为590Ω的未知电阻Rx进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值。有下列器材供选用:
A.待测电阻Rx
B.电压表V(量程6V,内阻约3kΩ)
C.电流表A1(量程20mA,内阻约5Ω)
D.电流表A2(量程10mA,内阻约10Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源E(6V,内阻约1Ω)
H.多用表
I.开关、导线若干
(1)甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值如图甲所示。若选用欧姆表“×100”档位,则多用表的读数为___Ω;
(2)乙同学根据以上器材设计如图乙所示的测量电阻的电路,则滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”);电阻测量值偏大的主要原因是________造成的(选填“电流表内阻”或“电压表内阻”);
(3)丙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路,具体操作如下:
①按图丙连接好实验电路,调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②开关S2处于断开状态,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A2的示数恰好为电流表A1的示数的一半,读出此时电压表V的示数U1和电流表A2的示数I1。
③保持开关S1闭合,再闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,适当调节滑动变阻器R1的位置,读出此时电压表V的示数U2和电流表A2的示数I2;
可测得待测电阻的阻值为________,同时可测出电流表A1的内阻为_______(用U1、U2、I1、I2表示);
(4)比较甲、乙、丙三位同学测量电阻Rx的方法中,_______同学的方案最有利于减小系统误差。
【答案】600 R1 电流表内阻
丙
【解析】
(1)[1]用欧姆表“×100”档位,由图示欧姆表表盘可知,多用表的读数为6×100Ω=600Ω
(2)[2]滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1
[3]由于电流表的分压作用,导致电阻两端电压偏大,所以电阻测量值偏大,即电阻测量值偏大的主要原因是电流表分压
(3)[4][5]设电流表A1的内阻为r1,根据实验步骤②可知
根据步骤③可得
解得
,
[6]乙同学的设计方法中,实际测得的阻值为RX与电流表内阻的串联阻值,测量值偏大,而且电流表内阻未知,相比而言,丙同学的方法更有利于减小系统误差
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