Question

1．某同學(xué)測(cè)量一阻值約為20Ω的電阻R_x的阻值，供選擇的器材還有：
A．電流表（量程15mA，內(nèi)阻未知）
B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻未知）
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1Ω）
F．單刀單擲開(kāi)關(guān)2只
G．導(dǎo)線(xiàn)若干
該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示，按照如下實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)：
a．將電阻箱調(diào)節(jié)到合適的阻值R₁，僅閉合S₁，使電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I；
b．保持開(kāi)關(guān)S₁閉合，閉合開(kāi)關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R₂，使電流表讀數(shù)仍為I．
①為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選擇A，電阻箱應(yīng)選擇D（均填字母代號(hào)）．根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，待測(cè)電阻R_x=R₂-R₁（用題目所給測(cè)量表示）．
②利用甲圖中的實(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，調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了$\frac{1}{I}$-R圖象如圖乙所示，若圖象中縱軸截距為1A^-1，則電流表的內(nèi)阻R_A=2Ω．

Answer 1

分析 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)選擇電流表量程，然后再通過(guò)求出電路中需要的最大電阻來(lái)選擇電阻箱；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；
根據(jù)閉合電路歐姆定律得出$\frac{1}{I}$與R的關(guān)系式，根據(jù)圖象的性質(zhì)可求得電流表內(nèi)阻．

解答 解：①電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，最大電流一定小于$\frac{3}{20}A=0.15A$，則電流表選擇A，可知回路中最小總電阻${R}_{總}(cāng)=\frac{3}{0.015}Ω=200Ω$，可知電阻箱選擇D．
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．
②S閉合后，由閉合電路歐姆定律可知：E=I（R₂+R_A+r）
則有：$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{2}+{R}_{A}+r}{E}$，
則可知圖象的縱軸的交點(diǎn)為$\frac{{R}_{A}+r}{E}=1$，
解得R_A=2Ω；
故答案為：①A，D，R₂-R₁，②2．

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．