Question

實(shí)驗(yàn)室中有一只允許最大電流為20mA、阻值約為150Ω的電阻R_x，某同學(xué)為了準(zhǔn)確測(cè)量該電阻的阻值，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)．
（1）由于沒(méi)有合適量程的電流表，該同學(xué)將一靈敏電流表G（量程200μA，內(nèi)阻為360Ω）改裝成量程為2mA的電流表A，應(yīng)將電流表G

并

聯(lián)一只阻值為

40

Ω的定值電阻．
（2）除以上改裝好的電流表A，實(shí)驗(yàn)室還提供了下列器材：電源E（電動(dòng)勢(shì)4V），電壓表V（量程3.0V，內(nèi)阻約為3kΩ）、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為10Ω）、電鍵S、導(dǎo)線若干．請(qǐng)?jiān)谟颐娴姆娇蛑挟?huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖．
（3）該同學(xué)連接好電路后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R，得到下表中5組數(shù)據(jù)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出該電阻的UI圖線，并計(jì)算出電阻的阻值為

1900

Ω．（保留三位有效數(shù)字）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓表V示數(shù)U/V	0.48	0.99	1.63	2.10	2.57
電流表A示數(shù)I/mA	0.26	0.52	0.86	1.12	1.32

Answer 1

分析：（1）把小量程的電流表改裝成大量程的電流表，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)小電阻，由并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出并聯(lián)電阻的阻值．
（2）根據(jù)待測(cè)電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法，根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出圖象，U-I圖象的斜率是電阻阻值，由圖象求出待測(cè)電阻的阻值．

解答：解：（1）把靈敏電流計(jì)改裝成電流表，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)小電阻；
并聯(lián)電阻的阻值R=

U

I

=

IgRg

I-Ig

=

200×10-6A×360Ω

2×10-3A-200×10-6A

=40Ω．
（2）待測(cè)電阻阻值約為150Ω遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器最大阻值10Ω，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；

R

RA

=

150

40

=3.75，

RV

R

=

3000

150

=20，

RV

R

＞

R

RA

，電流表應(yīng)采用外接法，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出U-I圖象；
由圖象可知，待測(cè)電阻阻值R=

△U

△I

=1900Ω（1850～1950Ω均正確）．
故答案為：（1）并；40；（2）電路圖如圖所示；（3）圖象如圖所示；1900．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電流表的改裝、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、作U-I圖象、求電阻阻值等問(wèn)題；要掌握電流表的改裝方法；確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖的關(guān)鍵．