题目内容
实验室有下列器材：电流表一只（0～0.6A，0～3A），电压表一只（0～6V，0～15V），滑动变阻器一只（0～10Ω），电源（6V）一个（电源电压保持不变），开关一个，导线若干．用上述规格的器材测量阻值约为8Ω的一个待测电阻Rx的阻值，要求实验中的电表不超过其量程，且电表的指针能偏过刻度盘的中线．
（1）请画出实验电路图．
（2）电流表和电压表应分别选用哪一个量程？请说明理由．
（3）请通过计算指出实验中对滑动变阻器接入电路的阻值有什么要求．
（4）若待测电阻Rx的阻值为8Ω，当电流表和电压表都能正常工作时，待测电阻Rx消耗的最大功率为多少？
解：（1）实验电路图如图所示：
；
（2）电流表选择（0～0.6A）量程，因为电源电压为6V，被测电阻上的电压最高只能达到6V，电压表选择 （0～6V）量程；
电源电压U=6V，当RP全部接入电路时，电路的总电阻最大，电流最小，I小=0.33A；
当RP接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻为RX最小，电流最大，I大=0.75A；
若电流表选用0～3A量程，因为1.5A远大于I大=0.75A，而题目要求电表指针能偏过刻度盘中线，所以0～3A量程不合要求．故电流表只能选用0～0.6A的量程．理由是0.3A小于I小=0.33A，符合题意．而I大=0.75A＞0.6A，题目要求电表不超过其量程，可以通过调节滑动变阻器连入电路的阻值来限制电流不超过0.6A；
（3）为了使电路中电流不超过已选定电流表的量程（0～0.6A），设滑动变阻器接入电路的电阻的最小值为R1，则：
R总=
=
=10Ω；
R1=10Ω-8Ω=2Ω．
即为了使电流表能正常工作，不至于被烧坏，滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路的电阻为最小值2Ω时，电流表和电压表都能正常工作，Rx消耗的功率最大，P大=Imax2Rx=（0.6A）2×8Ω=2.88W．
故答案为：（1）见上图；（2）电流表选择0～0.6A量程；电压表选择0～3V量程；理由如上；（3）滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω；（4）待测电阻Rx消耗的最大功率为2.88W．
分析：（1）掌握伏安法测电阻的实验电路图，根据R=
，则电路中应有电流表、电压表，为了多测几组求平均值，应该串联滑动变阻器；
（2）电源电压为6V，被测电阻上的电压最高只能达到6V，所以电压表可选择0～6V的量程；
当滑动变阻器阻值最小时，电路中的最小阻值为8Ω，根据I=
计算出电路中的最大电流，从而可以根据要求判断出电流表的量程；
（3）为了使电路中电流不超过已选定电流表的量程（0～0.6A），设滑动变阻器接入电路的电阻的最小值为R1；
（4）根据P=UI=I2R得，在电阻不变时，电流值越大，电功率越大，所以根据电路中的最大电流，从而根据公式计算出电阻的最大功率．
点评：此题是测量电阻的实验，考查了学生对实验电路图的画法，及对电流表和电压表量程的选择；同时考查了有关电功率的计算，要解决此题，需掌握的知识：
1、串联电路电流、电压的关系；
2、欧姆定律的公式及其变形公式．
；（2）电流表选择（0～0.6A）量程，因为电源电压为6V，被测电阻上的电压最高只能达到6V，电压表选择 （0～6V）量程；
电源电压U=6V，当RP全部接入电路时，电路的总电阻最大，电流最小，I小=0.33A；
当RP接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻为RX最小，电流最大，I大=0.75A；
若电流表选用0～3A量程，因为1.5A远大于I大=0.75A，而题目要求电表指针能偏过刻度盘中线，所以0～3A量程不合要求．故电流表只能选用0～0.6A的量程．理由是0.3A小于I小=0.33A，符合题意．而I大=0.75A＞0.6A，题目要求电表不超过其量程，可以通过调节滑动变阻器连入电路的阻值来限制电流不超过0.6A；
（3）为了使电路中电流不超过已选定电流表的量程（0～0.6A），设滑动变阻器接入电路的电阻的最小值为R1，则：
R总=
==10Ω；R1=10Ω-8Ω=2Ω．
即为了使电流表能正常工作，不至于被烧坏，滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路的电阻为最小值2Ω时，电流表和电压表都能正常工作，Rx消耗的功率最大，P大=Imax2Rx=（0.6A）2×8Ω=2.88W．
故答案为：（1）见上图；（2）电流表选择0～0.6A量程；电压表选择0～3V量程；理由如上；（3）滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω；（4）待测电阻Rx消耗的最大功率为2.88W．
分析：（1）掌握伏安法测电阻的实验电路图，根据R=
，则电路中应有电流表、电压表，为了多测几组求平均值，应该串联滑动变阻器；（2）电源电压为6V，被测电阻上的电压最高只能达到6V，所以电压表可选择0～6V的量程；
当滑动变阻器阻值最小时，电路中的最小阻值为8Ω，根据I=
计算出电路中的最大电流，从而可以根据要求判断出电流表的量程；（3）为了使电路中电流不超过已选定电流表的量程（0～0.6A），设滑动变阻器接入电路的电阻的最小值为R1；
（4）根据P=UI=I2R得，在电阻不变时，电流值越大，电功率越大，所以根据电路中的最大电流，从而根据公式计算出电阻的最大功率．
点评：此题是测量电阻的实验，考查了学生对实验电路图的画法，及对电流表和电压表量程的选择；同时考查了有关电功率的计算，要解决此题，需掌握的知识：
1、串联电路电流、电压的关系；
2、欧姆定律的公式及其变形公式．
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（2010?海淀区一模）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零，电压表的内电阻为无限大．实际上，电流表和电压表都有一定的电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻．所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻．这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流．
用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零，电压表的内电阻为无限大．实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻．可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻．所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻或并联一个电阻．这样电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此，实际上很难同时精确地恻出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流．
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