Question

檢測一個標稱值為5Ω的滑動變阻器．可供使用器材如下：
A．待測滑動變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數清晰可數）
B．電流表A₁，量程0.6A，內阻約0.6Ω   C．電流表A₂，量程3A，內阻約0.12Ω
D．電壓表V₁，量程15V，內阻約15KΩ   E．電壓表V₂，量程3V，內阻約3KΩ
F．滑動變阻器R，全電阻約20Ω         G．直流電源E，電動勢3V，內阻不計
H．毫米刻度尺                        I．電鍵S導線若干
（1）用伏安法測定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）畫出測量電路的原理圖，并根據所畫原理圖將圖中實物連接成測量電路．
（3）為了進一步測量待測滑動變阻器電阻絲的總長度，在不破壞變阻器的前提下，課外活動小組的同學設計了一個小實驗．已知滑動變阻器使用電阻絲的電阻率ρ．
主要操作步驟：
①數出變阻器線圈表層纏繞匝數n；用毫米刻度尺（也可以用游標卡尺）測量所有線圈的排列長度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根據伏安法測出電阻絲的電阻值R，可寫出繞制這個滑動變阻器電阻絲的長度的表達式：

RπL2

4ρn2

．（用題中所給的字母表達）

Answer 1

分析：選擇電表時要求通過的電流或電壓值不能小于量程的

1

3

，需要根據歐姆定律估算才行；當

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時，電流表應用外接法接法，選擇滑動變阻器接法時，應先根據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）根據歐姆定律估算出通過待測電阻的最大電流為I=

U

R

=

3

5

A=0.6A，所以電流表應選

A

1

，因為電源電動勢為3V，所以電壓表應選

V

2

．
（2）由于

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應用外接法，
滑動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s=π(

d

2

)

2

可得s=

πL2

4n2

．
②根據R=

ρL

s

，可得電阻絲長度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

點評：設計電路時，要通過估算，當電壓表內阻遠大于待測電阻電阻或

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

時應用外接法，否則用內接法；當要求電流或電壓從零調或變阻器全電阻遠小于待測電阻值時，變阻器應用分壓式，一般來說變阻器能用限流式的也可以用分壓式．