题目内容

10.有一电阻,阻值在100?-200?范围内,它的额定功率约为$\frac{1}{4}$W.现需要进一步确定其阻值,手头有如下一些器材,
电流表A1:电阻为20?  量程 0-50mA
电流表A2:电阻为20?  量程 0-100mA
电压表V1:电阻为10k?  量程 0-5V
电压表V2:电阻为20k?  量程 0-10V
滑动变阻器R1:阻值范围0-20?,额定电流2A
滑动变阻器R2:阻值范围0-100?,额定电流1A
电源E:电动势12V    电键.导线等.
要求测量误差尽可能小.

(1)请你从上述器材中挑选出相应的器材进行实验.电流表应选用A1 电压表应选用V2.用电流表.电压表测量通过被测电阻的电流与电压时,应选用图乙所示的联接方式.选用滑动变阻器的理由:滑动变阻器用来起到分压的作用,从节约能源的角度选小电阻即可.      
(2)一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到×1挡.如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是欧姆调零,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该电阻的阻值是22Ω.

分析 根据额定功率可算出电阻的额定电流和额定电压,来选择电表的量程.根据滑动变阻器的最大阻值与待测电阻的关系,选择变阻器的接法.由待测电阻与两电表内阻的关系选择电流表内、外接法.
表头指针偏转角度很大,说明阻值较小,应换用小量程,换挡后要重新调零

解答 解:(1)由题,由P=I2R,得,待测电阻额定电流为I=$\sqrt{\frac{P}{R}}$得I的范围为$\frac{1}{20\sqrt{2}}$A-$\frac{1}{20}$A
所以电流表选A1;电源的电动势为12V;故电压表应选择V2;由于R<$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$,属于小电阻,故选择电流表外接,采用图乙所示电路的连接方式.滑动变阻器用来起到分压的作用,从节约能源的角度选小电阻即可,所以选R1;
(2)用×10挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很大说明阻值较小,应换用小量程,故换到×1挡;
多用电表使用测量电阻时每换挡后要重新欧姆调零,故题中缺少的步骤是:调零;
表盘的读数为:22×1=22Ω
故答案为:(1)A1;V2,乙;滑动变阻器用来起到分压的作用,从节约能源的角度选小电阻即可
(2)×1;调零(或重新调零),22.

点评 在电路设计问题中,往往通过估算电路中电流、电压可能达到的最大值,来选择电流表、电压表的量程.
对于多用电表的使用,关键是明确欧姆表的读数方法和减小测量误差的方法.

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