Question

某同學要用“伏安法”測定一個待測電阻R_x（阻值約為200Ω）的阻值，實驗室提供了如下器材：
電池組E（電動勢為3V）；
電流表A₁（量程為0～10mA，內(nèi)阻R_A1約為40Ω～60Ω）；
電流表A₂（量程為0～500μA，內(nèi)阻R_A2為1000Ω）；
滑動變阻器R₁（阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A）；
電阻箱R₂（阻值范圍為0～9999Ω，額定電流為1A）；
開關S，導線若干．
請你幫助該同學完成實驗中的下述問題（實驗中應盡可能準確地測量R_x 的阻值）：
①上述器材中缺少電壓表，需選一只電流表將它改裝成電壓表．請在圖甲所示方框中畫出將電流表改裝成電壓表的電路原理圖，并在圖中標明所用器材的代號．
②請在圖乙的方框中畫出測量R_x阻值的電路圖，并在圖中標明各器材的代號．
③實驗中，記錄了電阻箱的阻值R₂，電流表A₁的示數(shù)I₁，電流表A₂的示數(shù)I₂，用這些數(shù)據(jù)和電流表A₂的內(nèi)阻R_A2來計算R_x的阻值是

 

．

Answer 1

分析：①將小量程的電流表與分壓電阻串聯(lián)，可改裝成電壓表，電流表需要知道兩個參數(shù)：量程和內(nèi)阻，故電流表選A₂．分壓電阻阻值必須知道，故選R₂．
②根據(jù)改裝后電壓表的內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻與待測電阻R_x進行比較，選擇電流表內(nèi)接還是外接．滑動變阻器R₁最大電阻比較待測電阻小，變阻器采用分壓接法．
③分析待測電阻的電壓和電流，求出電阻．

解答：解：①將小量程的電流表改裝成電壓表，電流表需要知道兩個參數(shù)：量程和內(nèi)阻，故電流表選A₂．分壓電阻阻值必須知道，故選R₂．如圖甲所示．
    ②將A₂改裝成量程3V的電壓表，電壓表的內(nèi)阻為
     R_V=

U

Ig

=

3

5×10-4

Ω=6000Ω
    由于

RV

Rx

=30＞

Rx

RA1

≈4，電流表A₁采用外接法，測量誤差較�。�
  滑動變阻器R₁最大阻值為20Ω遠小于R_x，故變阻器采用分壓式接法．則電路圖如圖乙所示
     ③R_x=

U

I

=

I2(RA2+R2)

I1-I2

．
故本題答案是：①如圖甲所示．
              ②電路圖如圖乙所示．
              ③

I2(RA2+R2)

I1-I2

點評：本題是電表改裝與伏安法測量電阻兩個實驗的組合，考查靈活選擇器材和實驗方法的能力．