Question

10．利用所學物理知識解答下列問題：
（1）有一新型材料制成薄膜電阻R₀，既能承受大電流的沖擊，小電流流入又能產生明顯變色反應，阻值穩定但不詳，用歐姆表粗測其阻值結果如圖1所示（選檔旋鈕置于：×1K檔位上）．歐姆表測得的電阻值約為40kΩ；用螺旋測微器測量厚度，其厚度結果如圖2所示，由此可知其厚度為0.935mm．

（2）現有下列器材，試設計適當的電路，選擇合適的器材，較精確地測定（1）中薄膜電阻R₀的阻值（滑動變阻器的調節要方便）．
1．電流表A₁，量程0～400μA，內阻約150Ω電流表A₂，量程0～10mA，內阻約45Ω
2．電壓表V₁，量程0～3V，內阻約6KΩ電壓表V₂，量程0～15V，內阻約30KΩ
3．干電池兩節E₁，每節電動勢為1.5V直流穩壓電源E₂，輸出電壓6V，額定電流3A直流穩壓電源E₃，輸出電壓24V，額定電流0.5A
4．滑動變阻器R₁，0～50Ω，1A滑動變阻器R₂，0～4KΩ，0.1A
5．電鍵S一只，導線若干
①電流表應該選擇A₁，電壓表應該選擇V₂，電源應該選擇E₃，滑動變阻器最好選擇R₁（填字母代號）；
②在如圖3方框中畫出電路原理圖．

Answer 1

分析 （1）毆姆表的讀數由指針示數與倍率的乘積構成，螺旋測微器要掌握正確的讀數方法；
（2）而電表的選擇在注意安全的同時要考慮精確度，由電阻功阻值可得電阻的兩端電壓大概值．從而確定電壓表與選擇電源，最后滑動變阻器的調節要方便定出滑動變阻器的連接方式．

解答 解：（1）因歐姆表選用×1k檔，由圖示表盤可知，電阻值約為：40×1k=40kΩ；
螺旋測微器固定部分讀數為0.5mm，轉動讀數為43.5；故最終讀數為：0.5+43.5×0.01=0.935mm；
（2）①待測電阻阻值較大，并且該電阻要求要流入大電流；故電源應近量大一點；故電源應選擇24V的E₃；為了準確測量，則電壓表應選擇15V的V₂；電路中最大電流I_m=$\frac{U}{R}$=$\frac{15}{40000}$=0.000375A=375μA；故電流表應選擇A₁；本實驗要求滑動變阻器調節要方便；由于待測電阻的阻值為40KΩ，不論哪種滑動變阻器是限流式均起不到明顯作用，只有將50Ω進行分壓式，才能有明顯的作用；故選R₁；
②由以上分析可知，本電路應采用分壓接法；因待測電阻較大，故應采用內接法；原理圖如圖所示；

故答案為：（I）40k；0.935；（2）①A₁；V₂；E₃；R₁；②電路圖如圖所示．

點評 本題突破口是從電阻值角度入手，結合題意明確電路中應選擇電源；為選擇電流表與電壓表提供依據．同時對于滑動變阻器的分壓與限流接法考查．要注意掌握分壓和內外接法的判斷．