Question

6．某同學(xué)利用如圖所示的電路測定一待測電阻R_x的阻值，實驗室提供下列器材：
A．待測電阻R_x，阻值約為4Ω，額定電流為2A 
B．電流表A₁（量程為0.6A，內(nèi)阻r₁=0.8Ω）
C．電流表A₂（量程為3A，內(nèi)阻r₂約為0.2Ω）
D．滑動變阻器R₁（阻值為0～10Ω）
E．滑動變阻器R₂（阻值為0～1000Ω）
F．電源 E（電動勢為9V，內(nèi)阻很小）
G．定值電阻 R₃=10Ω
H．定值電阻 R₄=1000Ω
I．開關(guān)、導(dǎo)線若干
實驗要求：改變滑動變阻器的阻值，待電路穩(wěn)定時，在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂．
（1）實驗中定值電阻應(yīng)選用R₃（選填R₃或R₄），滑動變阻器應(yīng)選用R₁（選填R₁或R₂）．
（2）待測電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{{I}_{1}（{r}_{1}+{R}_{3}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．（選用題干所給出的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）該題沒有給定電壓表，所以需要用電流表改裝一個，此時選用電流表應(yīng)選用量程較小的，結(jié)合電流，通過計算可知選用哪個定值電阻．因可使在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，所以要用分壓電路，選擇較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)電路圖要與串并聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻的表達(dá)式．

解答 解：（1）待測電阻的額定電壓約為：U=IR=2×4=8V，
采用已知內(nèi)阻的小量程電流表A₁替代電壓表測量電壓，需要串聯(lián)電阻的阻值約為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.6A}$=13.3Ω的定值電阻．
所以實驗中定值電阻應(yīng)選用阻值為10Ω的R₃，要用分壓電路，選擇較小的滑動變阻器，滑動變阻器應(yīng)選用阻值為1～10Ω的R₁．
（2）由圖示電路圖可知，待測電阻阻值：R_X=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{1}（{r}_{1}+{R}_{3}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；
故答案為：（1）R₃；R₁；（2）$\frac{{I}_{1}（{r}_{1}+{R}_{3}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

點評 要求電流或電壓的測量值從零或很小開始逐漸增大的實驗必須采用分壓電路；分壓電路中滑動變阻器選擇阻值較小的；對于電表的選擇應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取