問題詳情:
現有一個電壓約為36V的電源(電壓保持不變),一個量程為0~1A的電流表,三個阻值已知的電阻(20)、(30)、(10k),開關和導線若干。請合理選擇器材設計實驗,比較精確地測出約為10的未知電阻的阻值。要求:
(1)畫出實驗電路圖;
( )
(2)寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量;_____
(3)寫出待測電阻的數學表達式_____(用已知量和測量量表示)。
【回答】
(1). (2). 實驗步驟:①按電路圖連接電路;②只閉合開關,讀出電流表的示數為;③只閉合開關,讀出電流表的示數為 (3). 表達式:或
【解析】
【詳解】(1)由於只有1個電流表,故而可以使待測電阻與某個定值電阻即電流表串聯;
根據串聯電路電流規律,電流表的讀數等於通過各個用電器的電流;
根據歐姆定律,用電流乘以定值電阻阻值,即為定製電阻兩端電壓;
根據串聯電路電壓關係,用總電壓減去定製電阻兩端電壓和電流表兩端電壓,就等於待測電阻兩端電壓;
根據歐姆定律計算出待測電阻;
由於電流表內阻未知,故而需要先測量電流表在電路中分擔的電壓。
根據串聯電路電壓規律,電路中用電器分擔的電壓與用電器電阻有關,故而,為了能夠更為準確的測出待測電阻,測量電流表分壓值時,電路中的定值電阻應該與待測電阻接近,故R3不合適,不選。
電源電壓36V,電流表量程0~1A,則根據歐姆定律電路中最小電阻為Rmin=;
與電流表和待測電阻串聯的電阻應選R2;
按照上述思路,電路設計如圖所示:
(2)根據電學實驗的一般步驟和本實驗原理,實驗步驟如下:
①按電路圖連接電路;
②只閉合開關,讀出電流表的示數為;
③只閉合開關,讀出電流表的示數為;
(3)只閉合開關,電流表分擔的電壓UA=36V﹣(+);只閉合開關,待測電阻兩端電壓等於U=36V﹣﹣UA=(+)﹣,根據歐姆定律,得待測電阻Rx= =,代入 =20、=30,得:
知識點:電阻的測量
題型:實驗,探究題