如图为小明做“伏安法测电阻”的实验电路图,图中有电流表(量程0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表,(量程0﹣3V,...
问题详情:
如图为小明做“伏安法测电阻”的实验电路图,图中有电流表(量程0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表,(量程0﹣3V,0﹣15V)、滑动变阻器(最大阻值为12Ω)、被测电阻Rx(约6Ω,按6Ω计算)及由三节新干电池串联组成的电源.若实验要求电表指针不超过量程,且几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线.则变阻器连入电路的阻值取值范围是( )
A.3Ω~12Ω B.15Ω~12Ω C.15Ω~9Ω D.3Ω~9Ω
【回答】
D
【解析】
若实验要求电表指针不超过量程,且几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线, 因电源电压为31.5V4.5V,即电压表最大示数为:4.5V<15V7.5V,故电压表只能选用0-3V;当变阻器连入电路中的电阻为0时,电路中的最大,I最大═0.75A<3A,故电流表只能选用0-0.6A;(1)电路中的电流不能小于0.6A0.3A,此时电路中电阻不能大于:R′,根据电阻的串联,变阻器连入电路中的电阻不能大于:R滑R′RL15Ω6Ω9Ω,电路中电流不能超过0.6A,此时电路中电阻最小阻值:R″Ω,根据电阻的串联,变阻器连入电路中的最小电阻:R滑R″Rx7.5Ω6Ω1.5Ω;即变阻器的取值范围为1.5Ω≤R滑<9Ω-------①;(2)电压表示数大于1.5V小于等于3V,设电压表的示数为U表,根据串联电压的规律,变阻器分得的电压为U-U表,根据分压原则:,即-------②;即,故R滑<12Ω;电压表最大示数为3V,由②知,等式左边有最小值:,此时变阻器连入电路中的电阻最小值为:0.5RL0.56Ω3Ω,故变阻器的取值范围3Ω≤R滑<12Ω-------③,由①③得变阻器连入电路的阻值取值范围是3Ω≤R滑<9Ω.故选D.
点睛:两电阻串联,电压表测被测电阻的电压,先求出电源电压,判断电路中电压表的最大示数,根据几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线,确定电压表量程的选择;根据欧姆定律求出电路中的最大电流,根据几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线,确定电流表量程的选择;(1)根据电路中电流的取值范围,根据欧姆定律和串联电阻的规律求出变阻器连入电路中的取值范围;(2)根据电压表的取值范围,根据串联电路电压的规律和分压原理,求出变阻器连入电路中的取值范围;综合(1)(2)变阻器连入电路的阻值取值范围。
知识点:电阻的测量
题型:选择题