Question

【题目】现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值（Rx约为20Ω）,在实验室中，配有的实验器材如下：
A．电源E（电压U=3V恒定）； B．电流表A1（量程0～50mA）；
C．电流表A2（量程0～3A）； D．电压表V1（量程0～3V）；
E．电压表V2（量程0～15V）； F．滑动变阻器R（0～80Ω）；
G．定值电阻R0=40Ω； H．开关一个，导线若干．则：
为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的 。则：

（1）根据实验要求，电压表选用 ， 电流表选用；（选填器材前的字母代号）
（2）请在虚线方框内画出实验电路图（其中，部分电路已画出，并标出所选器材的字母）；
（3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来；
（4）若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为Rx=。

Answer 1

【答案】
（1）D；B
（2）

（3）

（4）
【解析】解：（1）将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中，
当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，电路中电流最大，最大电流：
IX大= = =0.05A=50mA；
当滑动变阻器的连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，最小电流：
IX小= =0.021A=21mA＞50mA× ≈16.7mA；
所以电流表选用B；
电源电压为3V，故电压表选用0～3V量程，即电压表选用D；
若将电压表并联在待测电阻两端，待测电阻的最大电压：UX大=IX大RX=0.05A×20Ω=1V，电压表的读数是量程的 ，不满足实验要求，故电压表不能并联在待测电阻两端，而定值电阻和待测电阻两端的最小电压：U0X=IX小×（R+R0）=0.021A×60Ω=1.26V＞3V× =1V，所以应将电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，才能满足两电表的读数均大于其量程的 ；（2）将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，如上图所示； （3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来，注意电表正负接线柱的连接及滑动变阻左边电阻连入电路；（4）由欧姆定律，R0+RX= ，所以待测电阻阻值：RX= ﹣R0。
故答案为：（1）D，B；（2）如上图所示；（3）如右上图所示； （4）RX= ﹣R0。
（1）将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中，当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，电路中电流最大，IX= = =0.05A=50mA；当滑动变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中的最小电流I0X= =0.021A=21mA＞50mA× ，所以，电流表选用B；待测电阻两端的最大电压UX=IXRx= ×Rx= ×20Ω=1V=3V× =1V，不符合电表的读数大于其量程的 ；而定值电阻、待测电阻两端的最小电压U0X=I0X×（R+R0）=0.021A×60Ω=1.26V＞3V× =1V，而电源电压为3V，将电压表并联在定值电阻、待测电阻两端，所以，电压表选用D；（2）根据上述分析，画出实验电路图；（3）根据所画的电路图，将实物图连接起来，注意实物图与电路图要逐一对应；（4）根据电路图，由欧姆定律，求出待测电阻大小；本题用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值，考查学生选择实验器材、设计实验方案的能力，难度较大。