用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻Rx:范围在5∼8Ω,额定功率1W
B.电流表A1:量程0∼0.6A(内阻约0.2Ω)
C.电流表A2:量程0∼3A(内阻约0.05Ω)
D.电压表V1:量程0∼3V(内阻约3kΩ)
E.电压表V2:量程0∼15V(内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器R:0∼10Ω,额定电流2A
G.蓄电池:电动势12V,内阻不计
H.导线,电键.
(1)为了较准确的测量,并保证器材安全,电流表应选_________,电压表应选_________(填所选设备的符号),并在图甲虚线框内画出电路图,标明所选设备的符号____________.
(2)根据电路图,连接图乙实物图_________.
A1 V1
【分析】
(1)已知待测电阻额定功率,由电功率的变形公式求出电阻额定电压,根据该额定电压选择电压表;根由电功率公式的变形公式求出电阻的额定电流,根据该电流选择电流表;由于变阻器总电阻与待测电阻的阻值相近,若采用限流式,待测电阻的分压会超过其额定电压,所以滑动变阻器应采用分压式。根据待测电阻与两个电表内阻的比较,选择电流表的接法,然后根据伏安法测电阻的原理作出实验电路图。
(2)对照电路图,连接实物图。
【详解】
(1)根据功率的计算公式得电阻额定电压约为:
因此可以选量程为,内阻的电压表;
(2)根据,所以电阻的额定电流:
因此可以选量程为,内阻为的电流表;
(3)测量电阻的原理是伏安法,由于变阻器总电阻与待测电阻的阻值相近,若采用限流式,待测电阻的分压会超过其额定电压,所以滑动变阻器应采用分压式;因为:
所以:,所以电流表采用外接法,测量误差较小。根据伏安法测电阻的原理作出实验电路图如图所示:
(4)连接图乙实物图如图所示。
【点睛】
本题考查了实验器材的选取、设计实验电路图,是实验的常考问题。通常情况下,测量外电路的物理量时,变阻器应采用分压式接法;若,电流表采用外接法;若,电流表采用内接法。
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