(2012?咸安區(qū)模擬)用以下器材測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值:
待測(cè)電阻Rx:阻值約為30Ω;
電源E:電動(dòng)勢(shì)約為6.0V、內(nèi)阻忽略不計(jì);
電流表A1:量程50mA、內(nèi)阻r1=20Ω;
電流表A2:量程300mA、內(nèi)阻r2約為4Ω;
定值電阻R0:阻值為100Ω;
滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為10Ω;
單刀單擲開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干.
(1)測(cè)量中要求使用兩塊電流表且它們的讀數(shù)都不小于其量程的1/3,試將方框中測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路原理圖補(bǔ)充完整(原理圖中的元件用題干中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注).
(2)如圖某次測(cè)量中電流表A1和電流表A2 的示數(shù)分別為I1和I2,則I1=
40.0
40.0
mA,I2=
192.0
192.0
mA.
(3)由已知量和測(cè)得量計(jì)算Rx=
31.6
31.6
Ω.(小數(shù)點(diǎn)后保留一位)
分析:(1)所給器材沒(méi)有電壓表,但其中一個(gè)電流表的量程和內(nèi)阻已知,故可以把電流表A1與定值電阻R0串聯(lián)改裝成電壓表,另一電流表測(cè)量電流,即可測(cè)出待測(cè)電阻.并由所選的電路的滑動(dòng)變阻器的接法確定應(yīng)選擇的變阻器.并由電流與電阻系列式求解待測(cè)阻值.
(2)根據(jù)量程,分析最小分度,再讀出讀數(shù);
(3)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和并聯(lián)電路的特點(diǎn),求出Rx
解答:解:(1)測(cè)量電阻的基本原理是伏安法,所給器材沒(méi)有電壓表,可用電流表A1與定值電阻R0串聯(lián)改裝成電壓表,另一電流表測(cè)量電流.由于滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Ω,小于Rx,故采用分壓接法.電路圖如圖所示.
(2)由圖知,I1=192.0mA,I2=40.0mA.
(3)根據(jù)歐姆定律得:Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
=
40×(100+20)
192-40
Ω≈31.6Ω
答:(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示;
(2)40.0,192.0
(3)31.6
點(diǎn)評(píng):考查電阻的測(cè)量電路的設(shè)計(jì),能靈活根據(jù)所給的器材確定合適的電路,并會(huì)求解阻值.本題體現(xiàn)了等效替代的設(shè)計(jì)思想.
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