Question

有一個(gè)純電阻用電器的電阻約為20Ω，試設(shè)計(jì)一個(gè)能較精確地測(cè)量該用電器電阻的電路，要求使該用電器兩端的電壓變化范圍盡可能大．可選用的器材有：
電源：電動(dòng)勢(shì)為8V，內(nèi)電阻為1.0Ω
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻R_A為0.50Ω
電壓表：量程10V，內(nèi)阻R_V為10kΩ
滑動(dòng)變阻器：最大電阻值為5.0Ω
開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
（1）在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）用該電路可以使用電器兩端的電壓變化范圍約為

0～6.4

V；
（3）若實(shí)驗(yàn)中在用電器正常工作的狀態(tài)下電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，考慮到電表內(nèi)阻的影響，用測(cè)量量及電表內(nèi)阻計(jì)算用電器正常工作時(shí)電阻值的表達(dá)式為

URV

IRV-U

．

Answer 1

分析：要準(zhǔn)確測(cè)量用電器的電阻，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量求平均值，使用電器兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；根據(jù)待測(cè)用電器電阻與電壓表及電流表內(nèi)阻的關(guān)系確定采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端位置用電器兩端的電壓最大，滑片在最左端位置用電器兩端的電壓最小．

解答：解：（1）要使燈泡兩端電壓變化范圍大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；由于燈泡的電阻較小，為減小誤差，應(yīng)采用電流表的外接法；
實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端位置用電器兩端的電壓最大，
根據(jù)串并聯(lián)知識(shí)得總電阻是R=4+1=5Ω
所以電器兩端的電壓U=

4

5

E=6.4V
滑片在最左端位置用電器兩端的電壓最小，即U=0．
所以用電器兩端的電壓變化范圍約為0～6.4V．
（3）根據(jù)歐姆定律得通過電壓表的電流是I_V=

U

RV

，
所以通過用電器的電流是I_電=I-I_V
所以用電器正常工作時(shí)電阻值的表達(dá)式為R=

U

I電

=

URV

IRV-U

故答案為：（1）如答圖1； （2）0～6.4；  （3）

URV

IRV-U

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)電路圖的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求及所給實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器采用分壓接法還是采用限流接法、電流表采用內(nèi)接法還是外接法，是正確解題的關(guān)鍵．