Question

4．一额定功率为0.01W的电阻，其阻值不详．用欧姆表粗测其阻值结果如图1所示（档位上×1K）．现有下列器材，试设计适当的电路，选择合适的器材，较精确地测定其阻值（滑动变阻器的调节要方便）．
A．电流表，量程0～400μA，内阻150Ω
B．电流表，量程0～10mA，内阻45Ω
C．电压表，量程0～3V，内阻6kΩ
D．电压表，量程0～15V，内阻30kΩ
E．干电池两节，每节电动势为1.5V
F．直流稳压电源，输出电压6V，额定电流3A
G．直流稳压电源，输出电压24V，额定电流0.5A
H．滑动变阻器，0～50Ω，1A
I．滑动变阻器，0～4kΩ，0.1A
J．电键一只，导线若干

①欧姆表测得的电阻值约为4.0×10⁴Ω；
②电流表应该选择A，电压表应该选择D，滑动变阻器最好选择H（填字母代号）；
③在图2虚线方框中画出电路原理图．

Answer 1

分析 ①欧姆表读数等于欧姆表指针示数乘以倍率，
由图示1所示欧姆表指针读出欧姆表指针示数，然后求出电阻阻值．
②要准确测量电阻阻值，可以多次测量求平均值，电压与电流变化范围要大一些，因此电源电压要大；
根据电源电压选择电压表；根据电阻额定电流选择电流表；为了便于实验操作，在保证安全的情况下，滑动变阻器阻值越小越好．
③根据题意及所给实验器材确定滑动变阻器的接法、电流表的接法，然后作出实验电路图．

解答 解：①由图1可知，欧姆表测得的电阻值约为R=40×1000Ω=4.0×10⁴Ω．
②要测多组实验数据，电源电压应适当大一些，因此电源应选G、直流稳压电源，输出电压24V，额定电流0.5A；
电源电压是24V，因此电压表应选D、电压表，量程0～15V，内阻约30KΩ；电阻的额定功率P=0.01W，
电阻约为R═4.0×10⁴Ω，则额定电流约为I=$\sqrt{\frac{P}{R}}$=$\sqrt{\frac{0.01W}{4×1{0}^{4}Ω}}$=5×10^-4A=0.5mA=500μA＜＜10mA，
因此电流表可以选A、量程0～400μA，内阻约150Ω；
电路最大电流约为0.5mA＜＜1A，为方便操作滑动变阻器应选H、0～50Ω，1A；
③为实现多次测量，滑动变阻器应采用分压接法，由所选择的实验器材可知，
待测电阻阻值远大于电流表内阻，可以采用电流表内接法，电路图如图所示．
故答案为：（1）①甲；②0.3；（2）①4.0×10⁴；②A；D；H；③实验电路图如图所示．

点评 本题考查了实验方案选择、欧姆表读数、实验器材的选择、实验电路设计，对学生的能力要求较高，有一定难度，学生平时要加强训练，注意实验能力的培养．