实验基础知识
一、螺旋测微器的使用
1.构造:如图1所示,B为固定刻度,E为可动刻度.
图1
2.原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺.
3.读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).
如图2所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
图2
二、游标卡尺
1.构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图3所示)
图3
2.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.
3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下表:
刻度格数(分度) | 刻度总长度 | 每小格与1 mm的差值 | 精确度(可精确到) |
10 | 9 mm | 0.1 mm | 0.1 mm |
20 | 19 mm | 0.05 mm | 0.05 mm |
50 | 49 mm | 0.02 mm | 0.02 mm |
4.读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm.
三、常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.
基本实验要求
1.实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率.
2.实验器材
被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.
3.实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d.
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.
(5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内.
(6)将测得的Rx、l、d值,代入公式R=ρ
4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较
电流表内接法 | 电流表外接法 | |
电路图 | ||
误差原因 | 电流表分压 U测=Ux+UA | 电压表分流 I测=Ix+IV |
电阻测量值 | R测= 测量值大于真实值 | R测= 测量值小于真实值 |
适用条件 | RA≪Rx | RV≫Rx |
规律方法总结
1.伏安法测电阻的电路选择
(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法.
(2)临界值计算法
Rx<
Rx>
(3)实验试探法:按图4接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
图4
2.注意事项
(1)先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量.
(2)电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.
(3)电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大.
3.误差分析
(1)若为内接法,电流表分压.
(2)若为外接法,电压表分流.
(3)长度和直径的测量.
考点一 测量仪器、仪表的读数
1.游标卡尺的读数
(1)10分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数×
(2)20分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数×
2.螺旋测微器的读数
方法:固定刻度数mm+可动刻度数(估读一位)×0.01 mm.
3.电流表和电压表的读数
(1)若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.01,…时,需估读到最小刻度值的下一位.
(2)若刻度盘上每一小格为:2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,…时,只需估读到最小刻度值的位数.
1.[直尺和游标卡尺的读数](2014·福建理综·19(1))某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图5甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.
图5
答案 60.10 4.20
解析 刻度尺的分度值为1 mm,要估读到0.1 mm.游标卡尺读数=4 mm+10×0.02 mm=4.20 mm.
2.[螺旋测微器的读数]完成下列读数(如图6所示)
图6
a.____________mm b.____________mm
c.____________mm d.____________mm
答案 a.0.486(0.484~0.488) b.0.536(0.534~0.538) c.4.078(4.077~4.079) d.5.663(5.661~5.665)
3.[电压表、电流表和电阻箱的读数](1)①如图7所示的电流表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________ A,图中表针示数为________A.
图7
②如图8所示的电表使用较小量程时,每小格表示____________V,图中指针的示数为________ V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针指示的是________V.
图8
(2)旋钮式电阻箱如图9所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为____ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是________.若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为_________.
图9
答案 (1)①0.02 0.44 0.1
2.20 ②0.1 1.40 0.5 7.0 (2)1 987 将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0 0~19 998 Ω
解析 (1)①电流表使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针的示数为0.44 A;当换用3 A量程时,每一小格为0.1 A,指针示数为2.20 A.
②电压表使用3 V量程时,每小格表示0.1 V,指针示数为1.40 V;使用15 V量程时,每小格为0.5 V,指针示数为7.0 V.
(2)电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9 999 Ω=19 998 Ω.故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为0~19 998 Ω.
考点二 实验操作及数据处理
4.[实验操作](2014·江苏单科·10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率.
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图10所示的部件__________(选填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.
图10
(2)图11所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”).
图11
(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议.
答案 (1)B 0.410 (2)7、8、9 断路
(3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值.(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值)
解析 (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,即旋紧B.螺旋测微器的示数为(0+41.0×0.01) mm=0.410 mm.
(2)电压表的示数不为0,电流表的示数几乎为0,说明连接两电表的电路是导通的.而滑动变阻器几乎不起作用,说明线路电阻很大,故可判断7、8、9间断路.(3)由题知
5.[实验操作及数据处理]用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池.如图12甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上,底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出.实验采用的电路原理图如图乙所示,测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示.
图12
(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动________夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动________使F固定后读数.(填仪器部件的字母符号)
(2)根据电路原理图乙,用笔画线代替导线,将实物图丁连接成实验电路.
(3)闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次改变P的位置,得到几组U、I、L的数据,用R=
图13
答案 (1)D H G (2)如图所示 (3)
解析 (1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动微调旋钮H夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动止动旋钮G使F固定后读数.
(3)根据R=ρ
6.[实验原理及数据处理]为测定一段金属丝的电阻率ρ,某同学设计了如图14甲所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,电路中的保护电阻R0=4.0 Ω,电源的电动势E=3.0 V,电流表内阻忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好.
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d=________ mm.
图14
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I,实验数据如下表所示:
x(m) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
I(A) | 0.49 | 0.43 | 0.38 | 0.33 | 0.31 | 0.28 |
2.04 | 2.33 | 2.63 | 3.03 | 3.23 | 3.57 | |
①将表中数据描在
图15
②根据
答案 (1)0.400 (2)①图线见解析图
解析 (1)由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm.
(2)①如图所示.
根据图象由电阻定律可得R=ρ
联立解得:k=
代入数据得:
k=
联立解得电阻率为:
ρ=
代入数据得:
ρ≈1.1×10-6 Ω·m;
②根据
即:3=
得:r=1.4 Ω
计算电阻率的两种方法
1.根据电阻定律得ρ=
2.通过有关图象来求电阻率.图象法处理实验数据是最常用的方法之一,要从物理规律出发,写出图象的函数关系式,弄清斜率、截距等的物理意义,从而求出相关物理量.
考点三 电阻的测量
电阻测量的六种方法
1.伏安法
电路图
特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻时应用内接法测量,测小电阻时应采用外接法测量)
2.安安法
若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用.
(1)如图16甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知的内阻R1,则可测得的内阻R2=
(2)如图乙所示,当两电流表的满偏电压UA2≫UA1时,如果已知的内阻R1,串联一定值电阻R0后,同样可测得的电阻R2=
图16
3.伏伏法
若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用.
(1)如图17甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知的内阻R1,则可测出的内阻R2=
(2)如图乙所示,两电压表的满偏电流IV1≪IV2时,若已知的内阻R1,并联一定值电阻R0后,同样可得的内阻R2=
图17
4.等效法测电阻
如图18所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.
图18
5.比较法测电阻
如图19所示,读得电阻箱R1的阻值及、的示数I1、I2,可得Rx=
如果考虑电流表内阻的影响,则I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2).
图19
6.半偏法测电流表内阻
电路图如图20所示
图20
步骤:
(1)断开S2,闭合S1,调节R0,使的示数满偏为Ig;
(2)保持R0不变,闭合S2,调节电阻箱R,使的示数为
(3)由上可得RA=R.
特别提醒 当R0≫RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小.
7.[伏安法测电阻](2014·浙江理综·22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值.
(1)图21是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图中画出.
图21
图22
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图22所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的.
(3)请你选择一组数据点,在图上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为_______ Ω.
答案 (1)见解析图甲 (2)× (3)见解析图乙 用“×”表示的数据连线时,1.2(1.1~1.3均可),用“○”表示的数据连线时,1.6(1.5~1.7均可)
解析 (1)连线如图甲所示.
甲
乙
(2)U-I图象如图乙所示,U-I图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“×”表示的.
(3)在U-I图象上,选用外接法所得的“×”连线,则R=
8.[电表改装和电阻测量]现要测量电流表G1的内阻,给出下列器材:电流表G1(量程5 mA,内阻r1约为150 Ω)
电流表G2(量程10 mA,内阻r2约为100 Ω)
定值电阻R1=100 Ω 定值电阻R2=10 Ω
滑动变阻器R3(0~200 Ω)
干电池E(1.5 V,内阻未知)
单刀单掷开关S 导线若干
(1)定值电阻选________________;
(2)如图23所示,在虚线框中已画出部分实验电路设计图,请补充完整,并标明所用器材的代号;
图23
(3)若选测量数据中的一组计算r1,所用的表达式为r1=____________________,式中各符号的意义是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案 (1)R1 (2)电路图如图所示
(3)
解析 (1)若选R2,则其阻值太小,电流过大,而R1与G1内阻相当,故选R1.
(2)电路图如图所示.G2的示数-G1的示数为通过R1的电流值.
(3)由并联电路特点得:I1r1=R1(I2-I1)
r1=
I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数,R1表示定值电阻R1的阻值.
9.[等效替代法测电阻]电学实验中经常需要测量电阻的阻值.
(1)测电阻的方法有很多种,现在提供一只标有“220 V 40 W”的灯泡,它正常工作时的电阻为________ Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值.
(2)用下列器材设计一个实验,测量该灯泡正常工作时的电阻值.
A.220 V交流电源
B.单刀双掷开关一个
C.电阻箱一个(0~999.9 Ω,额定电流0.5 A)
D.定值电阻一个(0.5 kΩ,额定电流0.3 A)
E.交流电流表一个(0~0.3 A)
请在虚线框内画出电路原理图.
答案 (1)1 210 小于 (2)见解析图
解析 (1)正常工作时电压为额定电压,故有P=
(2)应用替代法.因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值,故应串联一定值电阻,电路原理图如图所示.
10.[半偏法测电阻](2015·新课标Ⅱ·23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:
待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干.
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(如图24).
图24
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是____________________.
答案 (1)见解析图 (2)见解析 (3)> 理由见解析
解析 (1)实验电路图如图所示.
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻.
(3)断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV.
考点四 实验拓展与创新
11.[实验器材的创新]有一根细长且均匀的空心金属管线,长约30 cm,电阻约为5 Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确测定它的内径d.
bleed 流血 bled bled(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示,从图中读出外径为________ mm,应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L;
hear 听到 heard heard图25
(2)测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
sink 下沉 sank / sunk sunk / sunkenA.电压表0~3 V,内阻约10 kΩ
eat 吃 ate eatenB.电压表0~15 V,内阻约50 kΩ
C.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 Ω
catch 捕捉 caught caughtD.电流表0~3 A,内阻约0.01 Ω
E.滑动变阻器,0~10 Ω
forget 忘记 forgot forgot / forgottenF.滑动变阻器,0~100 Ω
get 得到 got got要求较准确地测出其阻值,电压表应选____________,电流表应选__________,滑动变阻器应选__________;(填序号)
mistake 误认 mistook mistaken(3)实验中他的实物接线如图b所示,请指出接线中的两处明显错误.
错误1:___________________________________________________________________
shrink 收缩 shrank /shrunk shrunk / shrunken错误2:___________________________________________________________________
teach 教 taught taught(4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示),推导出计算金属管线内径的表达式d=______________;
(5)在实验中,下列说法正确的是________.
A.为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些
B.为操作方便,中间过程可保持开关S一直处于闭合状态
C.千分尺的精确度是千分之一毫米
D.用千分尺测量直径时必须估读一位
答案 (1)5.200 毫米刻度尺 (2)A C E (3)导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法
(4)
解析 (1)螺旋测微器的读数为:
D=5 mm+20.0×0.01 mm=5.200 mm;
测量30 cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量.
(2)由于两节干电池的电动势为3 V,所以电压表应选A;由于通过金属管的最大电流为Im=
(3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错误分别是:
错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上;
错误2:采用了电流表内接法.
(4)设金属管线内径为d,根据电阻定律应有:
R=
又R=
联立可得:d=
(5)由金属的电阻率随温度的升高而增大可知,通过待测金属管线的电流不能太大,所以A错误;为减小温度的影响,中间过程应断开开关,所以B错误;千分尺的精确度是0.01 mm,即应精确到
12.[液体电阻率的测量]如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L.
图26
(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示.
(2)在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”).在电路调试时,该同学发现:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 μA;单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164 μA.正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到________点(填“a”或“b”).
(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=______________(用R0、L、d等表示).
答案 (1)如图所示
(2)右 b (3)
解析 (1)电路原理图如图所示
(2)接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端.分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法,故接b点.
(3)根据欧姆定律R=
13.[实验拓展]某些固体材料受到外力后除了产生形变外,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图27所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:
图27
A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表A1(0.6 A,内阻r1=5 Ω)
C.电流表A2(6 A,内阻r2约为1 Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,根据虚线框内电路图的设计,甲表选用________(选填“A1”或“A2”),乙表选用________(选填“A1”或“A2”).
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=________(用字母表示).
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图象如图28所示.当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=________________.(各物理量单位均为国际单位)
图28
(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________.
A.1 Ω B.5 Ω C.10 Ω D.20 Ω
答案 (1)A1 A2 (2)
解析 (1)由于A1内阻确定,并且与待测电阻接近,与待测电阻并联,用来测出待测电阻Rx两端的电压,用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流,根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值,电路连接如图所示.
(2)待测电阻两端的电压U=I1r1,流过待测电阻的电流I=I2-I1,因此待测电阻的阻值为Rx=
(3)由图象的对称性可知,加上相反的压力时,电阻值大小相等;图象与纵坐标的交点为16 Ω,当R=7 Ω时,对应的力为4.5 N,因此函数表达式Rx=16-2F.
(4)整个回路总电流不能大于0.6 A,而电动势为3 V,因此总电阻应略大于5 Ω,而电源内阻约为1 Ω,因此定值电阻R0的阻值应选5 Ω,即可保证电流不超过量程,也保证电流不太小,两块电流表读数准确.
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