Question

檢測(cè)一個(gè)標(biāo)稱值為5Ω的滑動(dòng)變阻器．可供使用器材如下：
A．待測(cè)滑動(dòng)變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)）
B．電流表A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω   C．電流表A₂，量程3A，內(nèi)阻約0.12Ω
D．電壓表V₁，量程15V，內(nèi)阻約15KΩ   E．電壓表V₂，量程3V，內(nèi)阻約3KΩ
F．滑動(dòng)變阻器R，全電阻約20Ω         G．直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)
H．毫米刻度尺                        I．電鍵S導(dǎo)線若干
（1）用伏安法測(cè)定R_x的全電阻值，所選電流表

A

1

（填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為

V

2

（填“V₁”或“V₂”）．
（2）畫出測(cè)量電路的原理圖，并根據(jù)所畫原理圖將圖中實(shí)物連接成測(cè)量電路．
（3）為了進(jìn)一步測(cè)量待測(cè)滑動(dòng)變阻器電阻絲的總長(zhǎng)度，在不破壞變阻器的前提下，課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)．已知滑動(dòng)變阻器使用電阻絲的電阻率ρ．
主要操作步驟：
①數(shù)出變阻器線圈表層纏繞匝數(shù)n；用毫米刻度尺（也可以用游標(biāo)卡尺）測(cè)量所有線圈的排列長(zhǎng)度L，可得電阻絲的直徑為

L

n

；從而算出電阻絲的橫截面積為

πL 2

4n 2

②根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻值R，可寫出繞制這個(gè)滑動(dòng)變阻器電阻絲的長(zhǎng)度的表達(dá)式：

RπL2

4ρn2

．（用題中所給的字母表達(dá)）

Answer 1

分析：選擇電表時(shí)要求通過的電流或電壓值不能小于量程的

1

3

，需要根據(jù)歐姆定律估算才行；當(dāng)

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時(shí)，電流表應(yīng)用外接法接法，選擇滑動(dòng)變阻器接法時(shí)，應(yīng)先根據(jù)閉合電路歐姆定律估算電路的最大電阻，若變阻器的全電阻大于或與之接近，則變阻器可以用限流式接法，此時(shí)若變阻器的全電阻值不是太大，也可以用分壓式接法．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律估算出通過待測(cè)電阻的最大電流為I=

U

R

=

3

5

A=0.6A，所以電流表應(yīng)選

A

1

，因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選

V

2

．
（2）由于

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應(yīng)用外接法，
滑動(dòng)變阻器可以用分壓式，電路圖如圖1所示，
若用限流式接法，根據(jù)閉合電路歐姆定律估算出電路中需要的最大電阻為

R

max

=

E

1 3 I   A

=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，因其小于滑動(dòng)變阻器的全電阻，所以可以用限流式接法，電路圖如圖2所示．

（3）①電阻絲的直徑d=

L

n

，根據(jù)s=π(

d

2

)

2

可得s=

πL2

4n2

．
②根據(jù)R=

ρL

s

，可得電阻絲長(zhǎng)度l=

RπL2

4ρn2

故答案為（1）

A

1

，

V

2

         （2）如圖所示
        （3）①

L

n

，②

πL 2

4 n 2

，③

RπL2

4ρn2

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)電路時(shí)，要通過估算，當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻電阻或

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時(shí)應(yīng)用外接法，否則用內(nèi)接法；當(dāng)要求電流或電壓從零調(diào)或變阻器全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值時(shí)，變阻器應(yīng)用分壓式，一般來說變阻器能用限流式的也可以用分壓式．