题目内容
【题目】为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约1Ω);A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大);电压表:V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势为约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻R(20Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器R1(0~10Ω、允许最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(0~1kΩ、允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
根据以上器材设计电路,要求尽可能减小测量误差,测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显的变化。
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(1)电流表应选_______,电压表应选_________,滑动变阻器应选________(填写器材符号)
(2)请在方框中画出测量电阻
的实验电路图。_______(并在电路图中标出所用元件的对应符号)
(3)若电压表示数为U,电流表示数为I,则待测电阻
的表达式为
=__________。
【答案】 (1)A1; V1; R1; (2)如图所示:
; (3)![]()
【解析】(1)因为要求测量时电表的读数大于其量程的一半,电源电动势约为3V,故电压表应选V1;待测电阻约30Ω,最大电流约几十mA,故电流表应选A1;因为要求调节滑动变阻器能使电流表读数有明显的变化,因此应采用分压式,故应选阻值小的变阻器R1。
(2)因为待测电阻阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法,但根据欧姆定律,若将电阻直接接在电压表两端时,电阻两端最大电压为U=ImRx=50×30×103V=1.5V,只是电压表V1量程的一半;若将待测电阻与定值电阻串联,则它们两端电压为U=Im(Rx+R)=50×103×(30+30)=3V,正好与电压表V1的量程相同,所以电路图如图所示。
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(3)由欧姆定律可得:
。