Question

要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材：
①待测线圈L，阻值约为2Ω，额定电流为2A
②电流表A₁量程为0.6A，内阻为0.2Ω
③电流表A₂量程为3A，内阻为0.2Ω
④变阻器R₁阻值为1-10Ω，变阻器R₂阻值为0-1KΩ．
⑤电池E，电动势为9V，内阻很小
⑥定值电阻 R₃=10Ω，R₄=100Ω
⑦开关S₁，S₂
要求实验时，改变变阻器，可使在尽可能大的范围内测得多组A₁表、A₂表的读数I₁、I₂，利用I₁-I₂的图象，求出电感线圈的电阻．
（1）实验中定值电阻应选用______，变阻器应选用______．（填仪器代号）
（2）请在方框内画上电路图．
（3）I₂-I₁对应的函数关系式为______．
（4）实验结束时应先断开开关______．
（5）由I₂-I₁图象得出的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为______．

Answer

（1）该题没有给定电压表，所以需要用电流表改装一个，此时选用电流表应选用量程较小的，结合电流，通过计算可知选用哪个定值电阻．因可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，所以要用分压电路，选择较小的滑动变阻器．
（2）测量线圈自感很大，连接实物图时要考虑到保护电路，通过对电压和电流的分析，选择滑动变阻器的连接方式．
（3）根据部分电路的欧姆定律可表示出通过两个电表的电流关系．
（4）实验中要保护电流表A1，从而判断先断开哪个电键．
（5）根据第三问得到的两个电流表示数的关系可求出电感线圈的电阻．
【解析】
（1）采用已知内阻的小量程电流表A1替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于R==6.7Ω的定值电阻．所以实验中定值电阻应选用阻值为10Ω的R3，滑动变阻器应选用阻值为1～10Ω的R1．
（2）测量线圈的电阻一般采用伏安法，为了防止测量自感系数很大的线圈断电产生的大自感电流烧坏电表，可与电表串联一个开关． 由于待测线圈L的阻值约为2Ω，额定电流为2A，最大电压为4V，而电源电动势为9V，所以必须采用分压电路，电流表外接电路进行测量，电路如图所示．
（3）由I1（R3+r）=（I2-I1）RL
得：I2=
（4）实验结束时应先断开开关S2
（5）由==6.0
得：RL==2.04Ω．
故答案为：（1）R3，R1
（2）如右图   
（3）
（4）S2   
（5）2.04Ω