Question

实验室中要测量一只阻值约1kΩ的电阻．能提供的器材有：干电池两节、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、滑动变阻器（100Ω  2A）和电阻箱（0～9999Ω  2A，符号：）各一只、开关、导线若干．小明选择了设当器材，设计的电路如图所示，
（1）请你按照小明的设计电路完成下面实物图的连接．

（2）小强认真研究了题中所给器材后，认为小明设计的电路不能测得待测电阻的阻值，请你分析小强作出判断的理由：    ．
（3）于是小强和小明一起重新制定的实验方案，他们选择了干电池两节、开关三只、待测电阻、        、    和若干导线，利用等效替代法设计了电路，顺利地完成了实验．
请你将他们未写出的器材名称填在空格处，并将电路图画在虚线框中．

（4）若根据虚线框中的电路图，已完成了实物的连接，请写出测得待测电阻的主要实验步骤：
①    ．
②    ．
③    ．
④    ．

Answer

（1）根据电路图画实物图，从电源正极开始，依次串联各元件，最后把电压表并联在定值电阻两端．
连接过程中，注意电压表、电流表的量程，正负接线柱，连接方式．
注意滑动变阻器选择一上一下接线柱与电路图中接入的部分对应．  （2）根据电路最大电压和最小电阻，求得电路最大电流为0.003A＜0.02A（电流表分度值），实验中的电流表无法准确测量电流值．
（3）只有电压表，利用等效电路测被测电阻的阻值．
使滑动变阻器与被测电阻串联，滑动变阻器起分担电压和保护电路的作用．
电压表与被测电阻并联，测被测电阻电压U．
在不改变滑片位置时，通过开关的闭合与断开，使电阻箱替代被测电阻，调节电阻箱旋钮，使电压表示数还为U，则电阻箱阻值与被测电阻阻值相等．
【解析】
（1）电源电压为3V，电压表选择0～3V量程．
电路最大电流约为：I==0.003A＜0.6A，电流表选择0～0.6A量程．电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器与电路图中相对应，接右半段，选右下端接线柱，任意选择上面一个接线柱．
从电源正极出发，按照电流方向，依次串联开关、电流表、滑动变阻器、定值电阻，到电源的负极，电压表并联在定值电阻两端．如图．

（2）电路最大电流为0.003A＜0.02A（电流表的分度值），电流表无法准确测量电流值．
（3）滑动变阻器与被测电阻串联，分担电压和保护电路．
电压表测被测电阻电压．
通过开关闭合和断开，使电阻箱来等效替代被测电阻，被测电阻和电阻箱并联．
干路上有开关控制电路，如图．

（4）实验步骤：①将电阻箱、滑动变阻器接入电路的电阻调至最大，保护电路．
②断开S2，闭合S、S1，读得电压表示数为U．
③保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S1，闭合S、S2，调节电阻箱，使电压表示数仍为U．
④读得电阻箱此时接入电路的电阻，即被测电阻的阻值．
故答案为：（1）如图；（2）因为电源电压为3V，待测电阻阻值约为1kΩ，则电路中电流约为0.003A，而电流表的最小分度值为0.02A，无法读数；（3）电阻箱；滑动变阻器；电压表；
（4）①将电阻箱、滑动变阻器接入电路的电阻调至最大．
②断开S2，闭合S、S1，读得电压表示数为U．
③保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S1，闭合S、S2，调节电阻箱，使电压表示数仍为U．
④读得电阻箱此时接入电路的电阻．