Question

檢測一個標稱值為5 Ω的滑動變阻器。可供使用的器材如下：
A．待測滑動變阻器R_x，全電阻約5 Ω（電阻絲繞制緊密，匝數清晰可數）
B．電流表A₁，量程0.6 A，內阻約0.6 Ω
C．電流表A₂，量程3 A，內阻約0.12 Ω
D．電壓表V₁，量程15 V，內阻約15 kΩ
E．電壓表V₂，量程3 V，內阻約3 kΩ
F．滑動變阻器R，全電阻約20 Ω
G．直流電源E，電動勢3 V，內阻不計
H．游標卡尺
I．毫米刻度尺
J．電鍵S、導線若干
（1）用伏安法測定R_x的全電阻值，所選電流表___________（填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為_________（填“V₁”或“V₂”）。
（2）畫出測量電路的原理圖，并根據所畫原理圖將下圖中實物連接成測量電路。

（3）為了進一步測量待測量滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變阻器的前提下，請設計一個實驗方案，寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達式。

Answer 1

（1）A₁，V₂
（2）電路原理圖和對應的實物連接如圖
 
（3）方案一：
需要的器材：游標卡尺、毫米刻度尺
主要操作步驟：
①數出變阻器線圈纏繞匝數n
②用毫米刻度尺（也可以用游標卡尺）測量所有線圈的排列長度L，可得電阻絲的直徑為d＝L/n
③用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D，可得電阻絲總長度l＝nπ（D－）也可以用游標卡尺測量變阻器瓷管部分的外徑D，得電阻絲總長度l＝n（D－）
④重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值
方案二：
需要的器材：游標卡尺
主要的操作步驟：
①數出變阻器線圈纏繞匝數n
②用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D₁和瓷管部分的外經D₂，可得電阻絲的直徑為，電阻絲總長度l＝π（D₁＋D₂）
③重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值