Question

有一个纯电阻用电器的电阻约为20Ω，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能大．可选用的器材有：
电源：电动势为8V，内电阻为1.0Ω
电流表：量程0.6A，内阻R_A为0.50Ω
电压表：量程10V，内阻R_V为10kΩ
滑动变阻器：最大电阻值为5.0Ω
开关一个、导线若干．
（1）在方框内画出实验电路图；
（2）用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为    V；
（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻的影响，用测量量及电表内阻计算用电器正常工作时电阻值的表达式为    ．

Answer

要准确测量用电器的电阻，应进行多次测量求平均值，使用电器两端的电压调节范围尽可能大，因此滑动变阻器应采用分压接法；根据待测用电器电阻与电压表及电流表内阻的关系确定采用内接法还是外接法，然后作出实验电路图．
当滑动变阻器的滑片在最右端位置用电器两端的电压最大，滑片在最左端位置用电器两端的电压最小．
【解析】
（1）要使灯泡两端电压变化范围大，滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡的电阻较小，为减小误差，应采用电流表的外接法；
实验电路图如图所示．

（2）当滑动变阻器的滑片在最右端位置用电器两端的电压最大，
根据串并联知识得总电阻是R=4+1=5Ω
所以电器两端的电压U=E=6.4V
滑片在最左端位置用电器两端的电压最小，即U=0．
所以用电器两端的电压变化范围约为0～6.4V．
（3）根据欧姆定律得通过电压表的电流是IV=，
所以通过用电器的电流是I电=I-IV
所以用电器正常工作时电阻值的表达式为R==
故答案为：（1）如答图1； （2）0～6.4；  （3）．