Question

待测电阻R x 的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A、电流表A 1 （量程150mA，内阻约为

待测电阻R x 的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A、电流表A 1 （量程150mA，内阻约为10Ω）B、电流表A 2 （量程20mA，内阻r 2 =30Ω）C、电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）D、定值电阻R 0 =100ΩE、滑动变阻器R 1 ，最大阻值为5Ω，额定电流为1.0AF、滑动变阻器R 2 ，最大阻值为5Ω，额定电流为0.5AG、电源E，电动势E=4V（内阻不计）H、电键S及导线若干（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的 1 3 ，请从所给的器材中选择合适的实验器材______（均用器材前对应的序号字母填写）；（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R x 的最佳实验电路图并标明元件符号；（3）待测电阻的表达式为R x =______，式中各符号的物理意义为______．

Answer 1

（1）由于电源电动势为4V，电压表V量程为15V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表A 2 与定值电阻R 0 串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表A 1 配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A 1 采用外接法，改装的电压表电压量程为20mA×130Ω=2.6V，滑动变阻器最大阻值为5Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为 E R滑 =0.8A，故滑动变阻器只能选择R 1 ，经过估算当电流表 A 1 满偏时，电流表A 2 也正好满篇，非常匹配，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故器材选择A、B、D、E、G、H． （2）电流表A 2 与定值电阻R 0 串联组成电压表，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示． （3）待测电阻两端电压U=I 2 （R 0 +r 2 ），通过待测电阻的电流I X =I 1 -I 2 ，待测电阻R x = U I X = I 2 ( R 0 + r 2 ) I 1 - I 2 ，其中I 1 、I 2 分别为电流表A 1 和A 2 的示数，R 0 和r 2 分别为定值电阻和电流表A 2 的阻值． 故答案为：（1）A、B、D、E、G、H；（2）电路图如图所示； （3） I 2 ( R 0 + r 2 ) I 1 - I 2 ；I 1 、I 2 分别为 A 1 和A 2 表示数，R 0 与r 2 分别为定值电阻和A 2 内阻的阻值．