Question

2．（1）如圖1所示為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig=300μA，內阻Rg=100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動勢E=1.5V，內阻r=0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應該是紅（填“紅”或“黑”）色，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則R_x=5kΩ．若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，用正確使用方法再測電阻時其測量結果將偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

（2）測量電阻時，有下列器材可供選擇
A．待測電阻Rx（阻值約為5Ω）        
B．電流表A₁（量程3mA，內阻r₁=10Ω）
C．電流表A₂（量程0.6A，內阻r₂約為1Ω）
D．電壓表V（量程6V，內阻約3KΩ）
E．定值電阻R₁=990Ω              
F．定值電阻R₂=9990Ω
G．滑線變阻器R（最大阻值為3Ω，額定電流為1.0A）
H．電源（電動勢3V，內阻約為1Ω）
I．導線、電鍵
①為盡可能精確測量電阻值，請將設計電路圖填在圖2方框中
②不選擇的器材有：DF
③計算R_x的表達式$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）根據歐姆表的結構，由閉合電路歐姆定律可以判斷讀數，以及電池電動勢變小，內阻變大時測量結果的變化．
（2）電壓表不可用，將電流表與電阻串聯當作電壓表應用，再用伏安法測量．

解答 解：（1）歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“+”進“-”出，即回路中電流從標有“+”標志的紅表筆進去，所以與A相連的表筆顏色是紅色；
當兩表筆短接（即R_x=0）時，電流表應調至滿偏電流I_g，設此時歐姆表的內阻為R_內此時有關系：
I_g=$\frac{E}{{R}_{內}}$    得R_內=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5}{300×1{0}^{-6}}$=5kΩ；
當指針指在刻度盤的正中央時內外阻相等為5Ω；
當電池電動勢變小、內阻變大時，歐姆得重新調零，由于滿偏電流I_g不變，由公式：
I_g=$\frac{E}{{R}_{內}}$，歐姆表內阻R_內得調小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數體現出來的，由I=$\frac{E}{{R}_{內}+{R}_{x}}$=$\frac{{I}_{g}}{1+\frac{{R}_{x}}{{R}_{內}}}$，可知當R_內變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，故歐姆表的示數變大了．
（2）①因電壓表量程過大不可用，則用兩個電流表相結合：電流表A₁與R₁串聯后與R_x并聯再與電流表A₂串聯
電路如圖所示：

②不用的器材為DF
③由歐姆定律得得：R_x=$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
故答案為：（1）紅；5；偏大
（2）①如圖

②DF   
③$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{r}_{1}）}{{I}_{2}-{I}_{1}}$

點評 本小題考查了考查歐姆表的結構、測量原理，同時還要注意測量誤差應如何來分析，對于電阻的測理若電壓表不可用可將電流表與電阻串聯當作電壓表應用．