题目内容

3.某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率:分别为×1k、×100、×10、×1,该同学选择×100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示).为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:

a.换用×10倍率的挡位.
b.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处.
c.重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是120Ω.
(2)为了尽量准确测该电阻,要求测量时,电表指针有较大偏转,测量多组数据.除被测电阻外,还备有如下实验仪器,请选择仪器,设计实验电路.
A.电压表V(量程50V、内阻约为25kΩ)
B.电流表A1(量程500mA、内电阻r1=20Ω)
C.电流表A2(量程100mA、内电阻约5Ω)
D.定值电阻R0(80Ω)
E.滑动变阻器R(0~10Ω)
F.电源:电动势E=6V,内电阻较小
G.导线、开关若干
请画出能准确测量电阻R的电路图(要求在电路图上标出元件符号).请根据设计的电路图写出Rx的测量值表达式Rx=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$(R0+r).

分析 (1)欧姆表盘指针偏转角度越大,则电流越大,电阻越小要换小量程档位;换档的要进行欧姆调零,读数要乘以倍率.
(2)根据电源电动势选择电压表量程,根据欧姆定律估测通过电路的最大电流,然后选择电流表量程.
③该实验中,需要多次测量求平均值,故电流和电压的变化范围要适当大一些,被测电阻比滑动变阻器大的较多,故应选择使用分压电路;因待测电阻的阻值较大,故选择电流表内接法.

解答 解:(1)由题知选择×100倍率的电阻挡,正确操作时,发现多用电表的指针偏转角度太大,由多用电表的电阻刻度特点可知,为了使读数准确,指针要摆到表盘中央附近,则要把×100倍率挡换成×10倍率挡.由欧姆表盘的读数规则可知测量结果为12.0×10Ω=120Ω.
(2)已知电源电动势E=6 V,而电压表V的量程为50 V,相比较可得知,此电压表不可选,误差太大;由电源电动势E=6 V,被测阻值约120Ω,可知:通过Rx的最大电流约为I=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{6}{120}$=50 mA;此题要用伏安法测电阻,测量中表的指针要有较大角度偏转误差才会较小,同时知A1的量程和内电阻,可将定值电阻R0与A1串联改装成一电压表测Rx两端的电压;滑动变阻器R=10Ω比被测电阻Rx小得多,则采取分压式接法,则电路图如图所示:

由电路图可知,Rx两端电压Ux=I1(R0+r1)
Rx中的电流Ix=I2-I1
则Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$(R0+r1).
故答案为:(1)a.换用×10倍率的挡位 c.120 (2)电路图见解析 $\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$(R0+r)

点评 该题考查了在电阻的测量中的几个注意事项,欧姆表在使用上要求每一次换挡后都要进行欧姆调零;滑动变阻器要采用分压接法; 同时要多注意电表的改装原理的应用.

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