Question

18．為了較準(zhǔn)確地測量某電子元件的電阻R_x，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請完成中下列實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）用多用電表粗略地測量該元件的電阻，選用“×10”的電阻擋測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，因此應(yīng)將多用電表選擇旋鈕調(diào)到電阻×1擋（選填“×1”或“×100”）；
（2）將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆表調(diào)零旋鈕，使指針指到歐姆表的0刻度線位置；
（3）將紅、黑表筆分別連接電阻的兩端，多用電表的示數(shù)如圖1所示，則被測電阻的阻值為5.0Ω；

（4）為精確測量該電阻R_x，提供了以下實(shí)驗(yàn)器材，請選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，在圖2的方框中設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)所需的電路圖，要求盡可能精確地測量出待測原件的電阻，并要求電路工作時消耗的電能盡可能低，在實(shí)驗(yàn)圖中需標(biāo)上各器材的符號．
A．電壓表V₁，量程15V，內(nèi)阻約30kΩ
B．電流表A₁，量程，0.6A，內(nèi)阻約1Ω
C．電流表A₂，量程6mA，內(nèi)阻為5Ω
D．定值電阻R_o=495Ω
E．滑動變阻器R，最大阻值為10Ω
F．電池組（電動勢3V，內(nèi)阻r約為1Ω）
（5）請寫出該實(shí)驗(yàn)中電阻R_x的計(jì)算表達(dá)式$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+r）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，式中字母符號所代表的物理量是I₁、I₂分別表示電流表A₁、A₂的示數(shù)，r是電流表A₂的內(nèi)阻，R₀是定值電阻的阻值
（6）完成對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理并整理好實(shí)驗(yàn)器材．

Answer 1

分析 用歐姆表測電阻要選擇合適的擋位，使歐姆表指針指在中央刻度線附近，歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)器材選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，然后確定電壓表與電流表的接法，然后作出電路圖．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，應(yīng)用歐姆定律求出電阻的表達(dá)式．

解答 解：（1）用多用電表粗略地測量該元件的電阻，選用“×10”的電阻擋測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，
說明所選擋位太大，為準(zhǔn)確測量電阻阻值，歐姆表應(yīng)換用較小擋位，應(yīng)將多用電表選擇旋鈕調(diào)到電阻×1擋；
（2）將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆表調(diào)零旋鈕，使指針指到歐姆表的0刻度線位置；
（3）由圖1所示可知，被測電阻的阻值為：5.0×1Ω=5.0Ω；
（4）通過電阻絲的最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{5}$=0.6A，電流表應(yīng)選A₁；
電源電動勢為3V，電壓表量程為15V，電壓表量程太大，測量誤差太大，
不能用電壓表測電壓，可以用電流表A₂與定值電阻串聯(lián)改裝成電壓表測電壓，
待測電阻阻值約為5Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻為5+495=500Ω，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采用外接法，滑動變阻器最大阻值為10Ω，
為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（5）由圖示電路圖可知，待測電阻阻值：R_X=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+r）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，
I₁、I₂分別表示電流表A₁、A₂的示數(shù)，r是電流表A₂的內(nèi)阻，R₀是定值電阻的阻值；
故答案為：（1）×1；（2）歐姆表的0刻度線；（3）5.0；（4）電路圖如圖所示；（5）$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+r）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；I₁、I₂分別表示電流表A₁、A₂的示數(shù)，r是電流表A₂的內(nèi)阻，R₀是定值電阻的阻值．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆表的使用方法與讀數(shù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、求電阻阻值；用歐姆表測電阻要選擇合適的擋位，使歐姆表指針指在中央刻度線附近，歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．