Question

2．某同学想准确测量一阻值约100Ω的电阻R_x的阻值，实验室可供选择的仪器如下：
①电流表G₁（0～5mA，内阻为300Ω）
②电流表G₂（0～10mA，内阻为50Ω）
③电压表V（0～15V）
④滑动变阻器R₃（0～1000Ω）
⑤滑动变阻器R₄（0～10Ω）
⑥干电池（1.5V）
⑦开关S及导线若干

（1）请将图甲所示的实验电路补画完整，要求两电表的读数均能达到满偏电流的一半以上；
（2）滑动变阻器应选⑤（填写仪器前序号），实验前将滑动触头P移至图甲最左（选填“左”或“右”）端；
（3）根据图甲电路在乙图中用笔画线完成实验电路的连接（连线不能交叉）；
（4）操作中，多次改变滑动变阻器的阻值，记录G₁、G₂两表的读数分别为I₁、I₂，以I₂为纵坐标，I₁为横坐标，作出相应图线．若作出图线如图丙所示，则待测电阻R_x阻值为117Ω．（结果保留三个有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验要求以及实验准确性要求可明确仪表的选择，同时明确电路结构；
（2）根据滑动变阻器的作用以及实验要求明确滑动变阻器的接法，并在开始时调节滑动变阻器使测量部分电压为零；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；
（4）根据欧姆定律得出对应的表达式，再根据图象的规律以及数学知识即可得出电阻的阻值．

解答 解：（1）由于电源电动势为1.5V，电压表V量程为15V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；电流表G_l（0～5mA，内阻为300Ω），由于内阻已知可做电压表使用，量程为5mA×300Ω=1.5V；电源电动势为1.5V，未知电阻近似取100Ω，若用电流表G₂（0～10mA，内阻为50Ω）测其电流，可估算出电路最大电流约为10mA．故电路设计如图甲所示．

（2）由于题中给出滑动变阻器采用分压式接法，若选用滑动变阻器R₃ （0～1000Ω），阻值比待测电阻大得多，调节不方便，不应选用．
选用滑动变阻器R₄（0～l0Ω）为好．滑片滑到最左端时，输出电压为0，为保证安全，实验前将滑动触头P移至最左端．
（3）根据原理图可得出对应的实物图；实物连线如图乙所示．
（4）在电路图中，设G₁示数为I₁，G₂示数为I₂，则I₁R_G1=I₂（R_G2+R_X），所以I₂=$\frac{{R}_{G1}}{{R}_{G2}+{R}_{X}}{I}_{1}$，有图丙可知斜率为$\frac{9}{5}$，故$\frac{{R}_{G1}}{{R}_{G2}+{R}_{x}}=\frac{9}{5}$，代入数据解得R_x=117Ω；
故答案为：（1）如图甲所示（2）⑤，左（3）实物连线如图乙所示．（4）117Ω

点评 本题考查了实验器材的选取、连接实物电路图、实验数据处理等；要掌握滑动变阻器的分压接法；根据图象应用并联电路特点及欧姆定律可以求出电流表内阻．