某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
A.电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω)
B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)
C.电压表V(量程15V,内阻15kΩ)
D.定值电阻R0=100Ω
E.滑动变阻器R,最大阻值约为10Ω
F.滑动变阻器R,最大阻值约为1000Ω
G.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
电键S及导线若干
(1)测量时要求电表读数不得小于其量程的,应选择的电表分别是________、________滑动变阻器是________。(填电表前面的字母符号)
(2)请你在线框内画出测量Rx的实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。(________)
(3)若实验时电流表A1的读数为1,电流表A2的读数为,电压表V的读数为U,请根据画出的实验原理图,用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。(用字母表示)
A B E
【分析】
(1)根据实验原理、电源电动势与题意选择所需电表;
(2)根据实验原理及所选实验器材设计实验电路;
(3)根据电路结构、应用欧姆定律可以求出待测电阻阻值的表达。
【详解】
(1)电源电动势为,电压表量程为,电压表量程太大,不能用电压表测电压,可以把已知内阻的电流表与定值电阻串联作电压表测电压,用电流表测量电流,为了分压法能够便于调节电压,所以选择阻值较小的滑动变阻器,故需要的电表的字母符号为:A、B、E;
(2)由于改装的电压表内阻已知,故电流表采用外接法,滑动变阻器阻值较小,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:
(3)待测电阻两端电压:
通过待测电阻的电流:
待测电阻阻值:
其中、分别为电流表和的示数,和分别为定值电阻和电流表的阻值。
【点睛】
本题考查了实验器材的选取,实验器材的选取是本题的难点,也是正确解题的关键,选择实验器材时,既要符合题目要求,又要满足安全性原则、精确性原则与方便实验操作性原则。
欧姆定律与电阻定律:
动态直流电路半定量问题的分析方法:
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