题目内容

12.要测一个待测电阻Rx(约200?)的阻值,实验室提供了如下器材:
电源E:电动势3.0V,内阻不计;
电流表A1:量程0~10mA,内阻r1约50?;
电流表A2:量程0~500μA,内阻r2为1000?;
滑动变阻器R1:最大阻值20?,额定电流2A;
定值电阻R2=5000?;定值电阻R3=500?;电键S及导线若干.

(1)为了测定待测电阻上的电压,可以将电流表A2(选填“A1”或“A2”)串联定值电阻R2(选填“R2”或“R3”),将其改装成一个量程为3.0V的电压表.
(2)如图(1)所示为测量电阻Rx的甲、乙两种电路方案,其中用到了改装后的电压表和另一个电流表,则应选电路图甲(选填“甲”或“乙”).
(3)若所选测量电路中电流表的读数为I=6.2mA,改装后的电压表读数为1.20V.根据电流表和电压表的读数,并考虑电压表内阻,求出待测电阻Rx=200?.

分析 (1)将电流表改装成电压时应串联一个大电阻分压,根据电流表及改装电压表的量程可得出应串联电值的值;
(2)根据实验的原理,由电表的内阻及待测电阻的阻值可知应采取的接法;
(3)由指针的指数可知电流表的示数,由欧姆定律可得出待测电阻的阻值.

解答 解:(1)由于电流表A2 的内阻一定,又定值电阻R2 与电流表A2 内阻接近,可考虑将 A2与 R2串联,根据欧姆定律有U=I2(R2+r2)=3V,与电源电动势接近,故可以将电流表 A2串联定值电阻R2,将其改装成一个量程为3V的电压表.
(2)由(1)可知电压表的内阻RV=R2+r2=1000+5000=6000Ω,待测电阻阻值约为200Ω,电流表内阻约为50Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法;滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如甲图所示;
(3)电流表的读数为I=6.2mA,改装后的电压表读数:U=1.20V,
电流:I=$\frac{U}{{R}_{V}}$+$\frac{U}{{R}_{X}}$,即:0.0062=$\frac{1.2}{6000}$+$\frac{1.2}{{R}_{X}}$,解得:RX=200Ω
故答案为:(1)A2;R2;(2)甲;(3)200.

点评 在电学实验中,应将电阻值一定的电流表进行改装,若需改为电压表则应串联一电阻,若需改为电流表则应串联一电阻.

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