Question

4．一額定功率為0.01W的電阻，其阻值不詳．用歐姆表粗測其阻值結(jié)果如圖1所示（檔位上×1K）．現(xiàn)有下列器材，試設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐�，選擇合適的器材，較精確地測定其阻值（滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)要方便）．
A．電流表，量程0～400μA，內(nèi)阻150Ω
B．電流表，量程0～10mA，內(nèi)阻45Ω
C．電壓表，量程0～3V，內(nèi)阻6kΩ
D．電壓表，量程0～15V，內(nèi)阻30kΩ
E．干電池兩節(jié)，每節(jié)電動(dòng)勢為1.5V
F．直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓6V，額定電流3A
G．直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A
H．滑動(dòng)變阻器，0～50Ω，1A
I．滑動(dòng)變阻器，0～4kΩ，0.1A
J．電鍵一只，導(dǎo)線若干

①歐姆表測得的電阻值約為4.0×10⁴Ω；
②電流表應(yīng)該選擇A，電壓表應(yīng)該選擇D，滑動(dòng)變阻器最好選擇H（填字母代號）；
③在圖2虛線方框中畫出電路原理圖．

Answer 1

分析 ①歐姆表讀數(shù)等于歐姆表指針示數(shù)乘以倍率，
由圖示1所示歐姆表指針讀出歐姆表指針示數(shù)，然后求出電阻阻值．
②要準(zhǔn)確測量電阻阻值，可以多次測量求平均值，電壓與電流變化范圍要大一些，因此電源電壓要大；
根據(jù)電源電壓選擇電壓表；根據(jù)電阻額定電流選擇電流表；為了便于實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的情況下，滑動(dòng)變阻器阻值越小越好．
③根據(jù)題意及所給實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器的接法、電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：①由圖1可知，歐姆表測得的電阻值約為R=40×1000Ω=4.0×10⁴Ω．
②要測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電源電壓應(yīng)適當(dāng)大一些，因此電源應(yīng)選G、直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A；
電源電壓是24V，因此電壓表應(yīng)選D、電壓表，量程0～15V，內(nèi)阻約30KΩ；電阻的額定功率P=0.01W，
電阻約為R═4.0×10⁴Ω，則額定電流約為I=$\sqrt{\frac{P}{R}}$=$\sqrt{\frac{0.01W}{4×1{0}^{4}Ω}}$=5×10^-4A=0.5mA=500μA＜＜10mA，
因此電流表可以選A、量程0～400μA，內(nèi)阻約150Ω；
電路最大電流約為0.5mA＜＜1A，為方便操作滑動(dòng)變阻器應(yīng)選H、0～50Ω，1A；
③為實(shí)現(xiàn)多次測量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由所選擇的實(shí)驗(yàn)器材可知，
待測電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，可以采用電流表內(nèi)接法，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）①甲；②0.3；（2）①4.0×10⁴；②A；D；H；③實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)方案選擇、歐姆表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，對學(xué)生的能力要求較高，有一定難度，學(xué)生平時(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練，注意實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)．