Question

18．（1）某研究小組的同學(xué)為了測(cè)量某一電阻R_X的阻值，甲同學(xué)先用多用電表進(jìn)行粗測(cè)．使用多用電表歐姆擋時(shí)，將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到歐姆擋“×10”檔位并調(diào)零，測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)角度太大，這時(shí)他應(yīng)該：先將選擇開(kāi)關(guān)換成歐姆擋的“×1”檔位，將紅、黑表筆短接，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，使指針指在歐姆刻度的“0”處；再次測(cè)量電阻R_X的阻值時(shí)，指針在刻度盤(pán)上停留的位置如圖1所示，則所測(cè)量的值為18Ω．

（2）為進(jìn)一步精確測(cè)量該電阻，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上擺放有以下器材：
A．電流表（量程15mA，內(nèi)阻約100Ω）
B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
C．電阻箱（最大電阻99.99Ω）
D．電阻箱（最大電阻999.9Ω）
E．電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻0.8Ω）
F．單刀單擲開(kāi)關(guān)2只
G．導(dǎo)線若干
乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖如圖2所示，現(xiàn)按照如下實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)：
①調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R₁，僅閉合S₁，使電流表有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I；
②調(diào)節(jié)電阻箱，保持開(kāi)關(guān)S₁閉合，開(kāi)關(guān)S₂閉合，再次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R₂，使電流表讀數(shù)仍為I．
a．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)器材規(guī)格可知，電流表應(yīng)選擇A（填器材前字母）
b．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，待測(cè)電阻R_x=R₂-R₁（用題目所給測(cè)量數(shù)據(jù)表示）．
（3）利用以上實(shí)驗(yàn)電路，閉合S₂調(diào)節(jié)電阻箱R，可測(cè)量出電流表的內(nèi)阻R_A，丙同學(xué)通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了$\frac{1}{I}$-R圖象如圖3所示．若圖象中縱軸截距為1A^-1，則電流表內(nèi)阻R_A=2.2Ω．

Answer 1

分析 （1）解答本題應(yīng)掌握：歐姆表使用前首先應(yīng)進(jìn)行調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆刻度的“0”處．歐姆表讀數(shù)是指示值乘以倍率；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表；列出開(kāi)關(guān)S₂斷開(kāi)和閉合時(shí)對(duì)應(yīng)的閉合電路歐姆定律表達(dá)式，然后求解即可；
（3）根據(jù)（2）中所列方程，根據(jù)圖象的性質(zhì)可求得電流表內(nèi)阻．

解答 解：（1）測(cè)電阻時(shí)用“×10”檔位并調(diào)零，測(cè)量時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)角度太大，說(shuō)明所選擋位太大，為準(zhǔn)確測(cè)出電阻，應(yīng)先將選擇開(kāi)關(guān)換成歐姆擋的“×1”檔位，將紅、黑表筆短接，再進(jìn)行歐姆調(diào)零；由圖示表盤(pán)可知，所測(cè)量電阻的值為R=18×1Ω=18Ω．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流約為：I_max=$\frac{E}{{R}_{X}+{R}_{A}+r}$＜$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{18}$≈0.167=167mA，如果電流表選B，則讀數(shù)誤差太大，故電流表應(yīng)選A；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，S₂斷開(kāi)時(shí)有：E=I（R_x+R₁+R_A+r）…①
S₂閉合時(shí)有：E=I（R₂+R_A+r）…②聯(lián)立①②解得：R_x=R₂-R₁；
（3）閉合S₂后，由閉合電路歐姆定律可知：E=I（R+R_A+r）
則有：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{{R}_{A}+r}{E}$，則$\frac{1}{I}$-R圖象縱軸截距：b=$\frac{{R}_{A}+r}{E}$=1，解得：R_A=Eb-r=3×1-0.8=2.2Ω；
故答案為：（1）×1；歐姆調(diào)零；18；（2）a、A；b、R₂-R₁；（3）2.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意正確根據(jù)題意明確實(shí)驗(yàn)原理；然后根據(jù)所對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律分析求解即可；對(duì)于圖象分析問(wèn)題，要注意根據(jù)物理規(guī)律確定公式，結(jié)合圖象的性質(zhì)分析斜率以及截距的意義．