Question

4．现仅有以下器材：
电流表A₁：量程0.2A，内阻约为0.5Ω
电流表A₂：量程0.02A，内阻约为1Ω
电压表V₁：量程3V，内阻约为3kΩ
电压表V₂：量程20V，内阻很大；
定值电阻R₀：20Ω额定电流0.2A
变阻器R：0-10Ω； 开关S及导线若干．
蓄电池组E：电动势E=6V，内阻r约0.1Ω
为较精确地测定电阻丝R_x的阻值（约1.2Ω）

（1）某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行测量，但两电路设计均有不合理之处，请指出存在的问题（每图分别指出一处即可）
图甲不合理之处电路电流超过电流表量程，电压表量程太大，无控制电路；
图乙不合理之处电压表量程太大，A₂表量程太小
（2）请设计一个合理的电路，画在规定的方框内，标出相应器材的符号，并用一组测量所得的物理量表示R_x=$\frac{U}{I}$-R₀（用字母表示），式中各物理量的意义是．

Answer 1

分析 （1）电路应保证安全，应能进行多次实验，测出多组实验数据，分析电路结构、然后答题．
（2）根据伏安法测电阻的原理、根据所给实验器材设计实验电路．

解答 解：（1）图甲不合理之处：电路电流超过电流表量程，电压表量程太大，无控制电路；
图乙不合理之处：电压表量程太大，A₂表量程太小；
（2）待测电阻阻值很小，为准确测量电阻阻值，可将待测电阻与已知阻值的定值电阻串联，用电压表V₁测电压，电流表A₁测电流，为测多组实验数据，滑动变阻器采用分压接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，电路图如图所示．

根据欧姆定律得R_x的计算公式R_x=$\frac{U}{I}$-R₀，
其中U是电压表V₁表示，I是电流表A₁示数，R₀是定值电阻．
故答案为：（1）电路电流超过电流表量程，电压表量程太大，无控制电路；电压表量程太大，A₂表量程太小
（2）如图

点评 电表表指针指在中值电阻附近时读数较准一些，选用电流表与电压表量程时应根据估算，使指针指在满刻度的$\frac{1}{3}$～$\frac{2}{3}$之间即可，若题中有“要求尽可能多的测量数据”提示时，滑动变阻器应用分压式接法．