Question

5．测量一个未知电阻R_x的阻值、可供使用的器材如下：
A．待测电阻R_x，阻值约5Ω
B．电流表A₁，量程0.6A，内阻约0.6Ω
C．电流表A₂，量程3A，内阻约0.12Ω　　　
D．电压表V₁，量程15V，内阻约15KΩ
E．电压表V₂，量程3V，内阻约3KΩ　　　　
F．滑动变阻器R，最大电阻约10Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计　　　
H．电键S导线若干
（1）用伏安法测定R_x的电阻值，所选电流表为A₁（填“A₁”或“A₂”），所选电压表为V₂（填“V₁”或“V₂”）．
（2）实验中R_x两端电压要求从零开始变化，请在图1的虚线框中画出测量电路的原理图．
（3）如图2所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I_g=500μA，内阻R_x=100Ω，可变电阻R的最大值为5kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是红色，按正确使用方法测量电阻R′的阻值时，指针指在刻度盘满偏的$\frac{3}{5}$处，则R_x′=2kΩ．

Answer 1

分析 （1）根据题目中给出的数据明确所用到的电流表和电压表；
（2）根据实验要求明确滑动变阻器及电流表的接法；
（3）根据欧姆表的原理，利用闭合电路欧姆定律求解电阻．

解答 解：（1）电源电动势为3V，故电压表应选择V₂；电路中最大电流为0.6A，故电流表选择A1；
（2）根据要求可知，应选择滑动变阻器分压接法；同时电阻较小，电流表选用外接法；故原理图如下图所示；
（3）欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“+”进“-”出，即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；
当两表笔短接（即R_x=0）时，电流表应调至满偏电流I_g，设此时欧姆表的内阻为R_内此时有关系有：I_g=$\frac{E}{{R}_{内}}$
得：R_内=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5}{0.5×1{0}^{-3}}$=3kΩ；
当指针指在刻度盘的正中央时有：I=$\frac{3}{5}$I_g，有$\frac{3}{5}$I_g=$\frac{E}{{R}_{内}+{R}_{X}}$，
代入数据可得：R_X=$\frac{2}{3}$R_内=2kΩ；
故答案为：（1）A₁；V₂；（2）如图；（3）红，2．

点评 本小题了考查欧姆表的结构、测量原理及仪器的选择和电路的接法；同时还要注意测量误差应如何来分析．