Question

2．某同學在實驗室要測某一未知電阻的阻值．
（1）他先用多用電表測其阻值，它將選擇開關打到“×1”擋，然后進行歐姆調零，再將該元件接到兩表筆之間，指針偏轉如圖1所示，則所測阻值為6Ω．
（2）該同學用伏安法設計了一實驗精確測量該元件電阻的電路．準備了以下實驗器材：
待測電阻R_x
電流表A₁：量程0.6A、內阻r₁為0.5Ω
電流表A₂：量程30mA、內阻r₂約為30Ω
電壓表V₁：量程10V，內阻約10kΩ
電壓表V₂：量程3V，內阻約3kΩ　
滑動變阻器R：0～10Ω
干電源E：電動勢為E=3.0V，內阻r約0.1Ω
電鍵及導線若干
①請設計一個最合理的電路原理圖，畫在規定方框內（如圖2），要求電壓能從零調節．
②寫出R_x的計算公式R_x=$\frac{U}{I}$；說明公式中各物理量的意義：U為電壓表示數，I為電流表示數．

Answer 1

分析 （1）用歐姆表測電阻，選擇擋位后要進行歐姆調零，歐姆表指針示數與擋位的乘積是歐姆表示數；
（2）①根據題意確定滑動變阻器的 接法，根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表接法，然后作出電路圖；
②根據實驗電路，應用歐姆定律求出電阻的表達式．

解答 解：（1）選擇開關打到“×1”擋，然后進行歐姆調零，由圖示表盤可知，所測電阻阻值為：6×1=6Ω；
（2）①電源電動勢為3V，電壓表應選擇V₂，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，電流表應選擇A₁；
題目要求電壓能從零開始調節，則滑動變阻器應采用分壓接法；待測電阻阻值約為6Ω，
電流表內阻為0.5Ω，電壓表內阻約為3kΩ，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，
電流表應采用外接法，電路圖如圖所示：

②待測電阻阻值：R_x=$\frac{U}{I}$，U為電壓表示數，I為電流表示數；
故答案為：（1）進行歐姆調零；6；（2）①如圖所示；②$\frac{U}{I}$；U為電壓表示數，I為電流表示數．

點評 本題考查了歐姆表的使用注意事項與歐姆表讀數，設計實驗電路、求電阻阻值；根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法是設計實驗電路圖的關鍵；伏安法測電阻時，如果待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值、如果電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法．