Question

【題目】為了測量某待測電阻Rx的阻值（約為30 Ω），有以下一些器材可供選擇：

電流表A1（量程為0～50 mA，內阻約為10 Ω）；

電流表A2（量程為0～3 A，內阻約為0.12 Ω）；

電壓表V1（量程為0～3 V，內阻很大）；

電壓表V2（量程為0～15 V，內阻很大）；

電源E（電動勢約為3 V，內阻約為0.2 Ω）；

定值電阻R（20 Ω，允許最大電流為1.0 A）；

滑動變阻器R1（0～10 Ω，允許最大電流為2.0 A）；

滑動變阻器R2（0～1 kΩ，允許最大電流為0.5 A）；

單刀單擲開關S一個，導線若干。

根據以上器材設計電路，要求測量范圍盡可能大、精確度高。

（1）電流表應選________，電壓表應選________，滑動變阻器應選________ (填寫器材符號) 。

（2）請在答題卡虛線框內畫出測量電阻Rx的實驗電路圖__________（并在電路圖中標出所用元件的對應符號）。

（3）若電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則待測電阻Rx的表達式為Rx=_______。

Answer 1

【答案】（1）A1 V1R1 （2） 如下圖所示 （3）

【解析】

根據已知電源可知最高電壓，根據安全性原則可選擇電壓表，由歐姆定律求出最大電流，即可選出電流表；由題意可知電路的接法，可選擇滑動變阻器；由要求可知應采用分壓接法，根據題意分析可知電流表及電壓表的接法，同時可得出定值電阻的使用；由歐姆定律可求得總電阻，再由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可求得待測電阻；

解：(1)由題意可知，電源電壓為3V，故電壓表只能采用03V，不能選用最大量程為15V的電壓表，電壓表選用V1；而由于待測電阻為30Ω，則電路中電流最大為，故不能選用最大量程為3A的電流表，只能采用電流表A1(量程0～50 mA)，故電流表只能選用A1；而由題意（要求所測量范圍盡可能大）可知，電路應采用分壓接法，故滑動變阻器應選用較小的電阻，故滑動變阻器選用R1；

(2)因題目要求所測量的值的變化范圍盡可能大一些，故可知應采用滑動變阻器分壓接法；

由于電流表量程只有050mA，若只接待測電阻，電路中電流過大損壞電流表，故可將定值電阻接入與待測電阻串聯(lián)；

由于電壓表的內阻很大，則有，故電壓表分流較小，故應采用電流表外接法；

故電路如下圖所示：

(3)由歐姆定律可知，解得