Question

12．（1）一个阻值约为200Ω待测电阻R_x的阻值，多用表测量该   元件的电阻，选用某一倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择更高倍率的电阻挡（填“更高”或“更低”），并重新调零后再进行测量．若多用表中的电池旧了，但其电动势不变，内阻增大了，用它测得的电阻值将不变（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
若要用伏安法更精确地测量，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3V，内阻不计
电流表A₁：量程0-15mA，内阻约为100Ω
电流表A₂：量程0-300μA，内阻为1000Ω
电压表V：量程15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器R₁：阻值范围0-20Ω
定值电阻R₂，阻值为 9000Ω     电键S、导线若干
请回答下面问题：

（2）在方框图乙中画出完整测量R_x阻值的电路图，并在图中标明器材代号；
（3）调节滑动变阻器R₁，两表的示数如图甲所示，可读出电流表A₁的示数是8.0mA，电流表A₂的示数是150μA，R_x=187.5Ω．

Answer 1

分析 （1）用欧姆表测电阻时，要选择合适的档位，使欧姆表指针指在表盘中央刻度线附近；根据闭合电路欧姆定律分析答题；
（2）根据实验器材与实验原理选择实验器材，然后确定电流表与滑动变阻器接法，作出电路图．
（3）根据图示电表读出其示数，应用欧姆定律求出电阻阻值．

解答 解：（1）用多用表测量该元件的电阻，选用某倍率的电阻挡测量，多用表指针偏转很小，
说明所选档位太小，为准确测量电阻，应换更高倍率的挡位，并重新进行欧姆调零，再进行测量；
若多用表中的电池旧了，电池电动势不变、内阻变大，用欧姆表测电阻，欧姆调零时，
由于满偏电流I_g不变，由I_g=$\frac{E}{{R}_{内}}$可知，欧姆表内阻R_内不变，欧姆表调零后测电阻时待测电阻阻值不变；
（2）通过待测电阻的最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{200}$=0.015A=15mA，电流表应选择A₁，没有电压表，可以用电压表A₂与定值电阻串联改装成电压表测电压，由于电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：

（3）由图示电流表可知，电流表A₁的示数为8.0mA，电流表A₂的示数为150μA，
待测电阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{A2}+{R}_{2}）}{{I}_{1}}$=$\frac{150×1{0}^{-6}×（1000+9000）}{8.0×1{0}^{-3}}$=187.5Ω；
故答案为：（1）更高；不变；（2）电路如图所示；（3）8.0mA；150μA；187.5．

点评 本题考查了设计电路图、电表读数、求待测电阻阻值，本实验没有电压表，可以把电流表改装成电压表测电压；根据题意确定电流表与滑动变阻器的接法是设计电路图的关键；对电表读数时视线要与电表刻度线垂直．