Question

待测电阻R_x的阻值约为20，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10）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30）

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000）

D．定值电阻R0＝100

E.滑动变阻器R₁，最大阻值为5，额定电流为1.0A

F.滑动变阻器R₂，最大阻值为50，额定电流为0.5A

G.电源E，电动势E＝4V（内阻不计）

H.电键S及导线若干

（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材

（均用器材前对应的序号字母填写）

（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R_x的最佳实验电路图并标明元件符号；

（3）待测电阻的表达式为R_x＝                 ，式中各符号的物理意义为         。

Answer

（1）ABDEGH

（2）实验电路图如下

（3），其中、分别为和表示数，与分别为定值电阻和内阻的阻值。

【解析】

（1）电压表V量程为15V，由于电源电动势为4V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；故可用电流表与定值电阻串联扩大其电压量程，改装的电压表内阻为，改装的电压表量程为，改装后的电压表内阻较大，待测电阻的阻值较小，故电流表采用外接法，为了使电表调节范围较大，测量准确，滑动变阻器应选最大阻值为的，同时滑动变阻器采用分压式接法；经过估算当电流表满偏时，电流表也正好满篇，非常匹配，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故器材选择A、B、D、E、G、H．

（2）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，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．