Question

12．要測一個待測電阻R_x（約200?）的阻值，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3.0V，內(nèi)阻不計；
電流表A₁：量程0～10mA，內(nèi)阻r₁約50?；
電流表A₂：量程0～500μA，內(nèi)阻r₂為1000?；
滑動變阻器R₁：最大阻值20?，額定電流2A；
定值電阻R₂=5000?；定值電阻R₃=500?；電鍵S及導(dǎo)線若干．

（1）為了測定待測電阻上的電壓，可以將電流表A₂（選填“A₁”或“A₂”）串聯(lián)定值電阻R₂（選填“R₂”或“R₃”），將其改裝成一個量程為3.0V的電壓表．
（2）如圖（1）所示為測量電阻R_x的甲、乙兩種電路方案，其中用到了改裝后的電壓表和另一個電流表，則應(yīng)選電路圖甲（選填“甲”或“乙”）．
（3）若所選測量電路中電流表的讀數(shù)為I=6.2mA，改裝后的電壓表讀數(shù)為1.20V．根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)，并考慮電壓表內(nèi)阻，求出待測電阻R_x=200?．

Answer 1

分析 （1）將電流表改裝成電壓時應(yīng)串聯(lián)一個大電阻分壓，根據(jù)電流表及改裝電壓表的量程可得出應(yīng)串聯(lián)電值的值；
（2）根據(jù)實驗的原理，由電表的內(nèi)阻及待測電阻的阻值可知應(yīng)采取的接法；
（3）由指針的指數(shù)可知電流表的示數(shù)，由歐姆定律可得出待測電阻的阻值．

解答 解：（1）由于電流表A₂ 的內(nèi)阻一定，又定值電阻R₂ 與電流表A₂ 內(nèi)阻接近，可考慮將 A₂與 R₂串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律有U=I₂（R₂+r₂）=3V，與電源電動勢接近，故可以將電流表 A₂串聯(lián)定值電阻R₂，將其改裝成一個量程為3V的電壓表．
（2）由（1）可知電壓表的內(nèi)阻R_V=R₂+r₂=1000+5000=6000Ω，待測電阻阻值約為200Ω，電流表內(nèi)阻約為50Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法；滑動變阻器最大電阻遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，故變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如甲圖所示；
（3）電流表的讀數(shù)為I=6.2mA，改裝后的電壓表讀數(shù)：U=1.20V，
電流：I=$\frac{U}{{R}_{V}}$+$\frac{U}{{R}_{X}}$，即：0.0062=$\frac{1.2}{6000}$+$\frac{1.2}{{R}_{X}}$，解得：R_X=200Ω
故答案為：（1）A₂；R₂；（2）甲；（3）200．

點評 在電學(xué)實驗中，應(yīng)將電阻值一定的電流表進(jìn)行改裝，若需改為電壓表則應(yīng)串聯(lián)一電阻，若需改為電流表則應(yīng)串聯(lián)一電阻．