Question

为测量某电阻的阻值(约为十几欧)，现提供如下实验器材：

A.直流电源(4V,内阻不能忽略)

B.定值电阻R₁=10Ω、R₂=15Ω

C.滑动变阻器R₃(最大阻值20Ω)

D.滑动变阻器R₄(最大阻值2000Ω)

E.电流表A₁(量程0.3A，内阻约为0.3Ω)

F.电流表A₂(量程3A，内阻约为0.1Ω)

G.电压表V₁(量程5V，内阻约为5KΩ)

H.电压表V₂(量程15V，内阻约为15KΩ)

I.电阻箱R(最大值为99.9Ω)

J.开关及导线若干

甲乙丙三位同学分别用自己的方法进行测量

(1)甲同学利用图(a)所示电路进行测量，实验所选择的电流表应为_____ (选填“E”或“F”)，开关闭合前滑动变阻器应置于_______端(选填“a”或“b”)；测量出多组数据后，甲同学将数据标在了图(d)中，由测量出的数据可知，该电阻是_______ (选填“线性”或“非线性”)元件；

(2)乙同学利用上图(b)所示电路进行测量，实验中乙同学选择的滑动变阻器应为_______ (选填“C”或“D”)，实验时先闭合开关S₁和S₂，调节滑动变阻器使电流表示数为I，然后断开开关S₂，闭合开关S₃，调节__________(选填“电阻箱”或“滑动变阻器”)，使电流表示数仍为I，此时电阻箱的阻值即为待测电阻值；

(3)丙同学利用上图(c)所示电路进行测量，a点接电流表正接线柱，b点接电流表负接线柱，闭合开关前应将电阻箱阻值调至_______(选填“最小值”或“最大值”)，闭合开关后再缓慢调节电阻箱阻值使通过电流表的电流恰好为零，读出此时电阻箱的阻值为R，则丙同学测量的电阻阻值Rx= _______ (选用R、R₁、R₂表示)

Answer

（1）E a 线性 （2）C 电阻箱 （3）最小值

【解析】(1)利用图(a)所示电路进行测量，电流表外接法，根据d图数据可知电流表最大值接近为0.3A，故实验所选择的电流表量程为量程0.3A，电流表应为E；滑动变阻器采用分压接法，为了保护电路，开始闭合开关前，要使测量电路处于短路状态，即将划片移动到a端，根据分压接法可知，当划片从中间向b端移动时，测量电路的电压降增大，故开关闭合前滑动变阻器应置于a端；数据标在了图(d)中，由测量出的数据可知，该电阻是线性元件；

(2)利用图(b)所示电路进行测量，滑动变阻器采用限流式接法，滑动变阻器的阻值越接近待测电阻越好，故选择的滑动变阻器应为C；实验时先闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器使电流表示数为I，然后断开开关S2，闭合开关S3，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，此时电阻箱的阻值即为待测电阻值； 

(3)利用图(c)所示电路进行测量，a点接电流表正接线柱，b点接电流表负接线柱，所以要求a点的电势比b点高，即R1两端的电势下降（即电势差）大于R2两端的电势下降（即电势差），闭合开关前应将电阻箱阻值调至最小值，闭合开关后再缓慢调节电阻箱阻值使通过电流表的电流恰好为零，则有R1两端的电势下降（即电势差）等于R2两端的电势下降（即电势差），R两端的电势下降（即电势差）等于Rx两端的电势下降（即电势差），由电路结构得，，解得，则丙同学测量的电阻阻值。