Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組用伏安法測定一個待測電阻R_x的阻值（阻值粗測為190Ω），實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：
電池組E：電動勢3V，內(nèi)阻不計(jì)
電流表A₁：量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω
電流表A₂：量程0～3mA，內(nèi)阻為100Ω
變阻器R₁：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A
電阻箱R₂，阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A
電鍵S、導(dǎo)線若干
要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測量R_x的阻值，請回答下面問題：
（1）為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表A₂與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到900Ω，這樣可以改裝成一個量程為3.0V的電壓表．

（2）在圖1方框中畫出測量R_x阻值的完整電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器R₁，兩表的示數(shù)如圖2所示，可讀出電流表A₁的示數(shù)是9.5mA，電流表A₂的示數(shù)是1.50mA，則精確得到待測電阻R_x的阻值是187.5Ω．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)用伏安法測電阻，需要用電壓表測待測電阻電壓，現(xiàn)在沒有電壓表，應(yīng)該用小量程電流表與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值．
（2）滑動變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻間的關(guān)系，確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出電路圖．
（3）根據(jù)電表量程確定電表分度值，讀出電表示數(shù)；由歐姆定律可以求出待測電阻阻值；根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表A₁電阻箱串聯(lián)組成電壓表；
改裝后電壓表量程是3V，則電阻箱阻值R=$\frac{U-{I}_{1滿偏}{r}_{A2}}{{I}_{1滿偏}}$=900Ω；
（2）滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，
待測電阻阻值約為190Ω，電流表A₁內(nèi)阻約為100Ω，電壓表內(nèi)阻為R_V=100Ω+900Ω=1000Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）由圖示可知，電流表A₁的示數(shù)為9.5mA，電流表A₂的示數(shù)是1.50mA；
待測電阻兩端電壓U=I₂R_V=1.50×10^-5A×1000Ω=1.5V，測得待測電阻R_x=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{1.5}{8×1{0}^{-3}}$=187.5Ω．
電流表采用外接法，電流測量值偏大，由歐姆定律可知，測量值比較真實(shí)值小．
故答案為：（1）900；
（2）電路圖如右圖；
（3）9.5； 1.50； 187.5

點(diǎn)評 要會把電流表改裝成電壓表，會求改裝電壓表時串聯(lián)電阻的阻值；確定滑動變阻器的接法與電流表接法是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖的關(guān)鍵．