题目内容
【题目】粗略和精确测量某电阻元件的电阻阻值。
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(1)用多用电表粗略测量。选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针从左向右的偏转角度过大,因此需要选择_______(选填“×10”或“×1k”)倍率的电阻挡,并重新电阻调零后再测量,测量结果如图所示,则该电阻元件的电阻为_______Ω。
(2)精确测量。供选择的器材有:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻r1约为10Ω)
B.电流表A2(量程60mA,内阻r2约为20Ω)
C.电流表A3(量程20mA,内阻r3=30Ω)
D.电压表V(量程15V,内阻r4约为3kΩ)
E.定值电阻Ro=100Ω
F.滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω,额定电流1A
G.滑动变阻器R2,最大阻值为10Ω,额定电流0.2A
H.电源E,电动势为4V,内阻不计
I.开关S及导线若干
①为减小测量误差,测量时电表示数不能小于其量程的1/3,并实验要求电表示数变化范围较大。除请器材H和I外,还需选用的实验器材是:_________________(选填器材前对应的字母序号)。
②根据你选择的实验器材,请在虚线框内画出精确测量该电阻元件电阻阻值的最佳电路图,并标明器材的字母代号 ___________ 。
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③测量后计算该电阻元件电阻阻值的公式是Rx=________,并说明公式中各符号(题中已知的除外)的物理意义:________________________________。
【答案】
; 70; BCEF;
; I2为电流表A2的示数,I3为电流表A3的示数;
【解析】
使用欧姆表测电阻时,要选择合适的档位,使指针指在表盘中央附近;欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表的示数;
(1) 选用“×100”档,发现指针偏角太大,说明指针示数太小,所选档位太大,为准确测量电阻,应换小挡,应把选择开关置于×10挡,换挡后要重新欧姆调零;
由图示可知,欧姆表示数为7×10Ω=70Ω;
(2)流过电阻的电流约为
,故电流表应选B,
由于电压表V(量程15V,内阻r4约为3kΩ)的量程太大,所以应用已知内阻的电流且与定值电阻串联改装成电压表,故应选C、E
实验要求电表示数变化范围较大,所以滑动变阻器应选用分压式,即滑动变阻器选总阻值较小的即为F。
(3) 实验要求电表示数变化范围较大,所以滑动变阻器应选用分压式,由于电流表
内阻已知,所以电流表A2应外接,这样可以消除由于电流表A2的分压,电路图如图:
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(4)由欧姆定律可知,
,其中I2为电流表A2的示数,I3为电流表A3的示数。