现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值（Rx约为20Ω）．在实验室中，配有的实验器材如下：A．电源E（电压U=3V恒定）；B．电流表A1（量程0～50mA）；C．电流表A2（量程0～3A）；D

Question

现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值（Rx约为20Ω）．在实验室中，配有的实验器材如下：
A．电源E（电压U=3V恒定）；     B．电流表A₁（量程0～50mA）；
C．电流表A₂（量程0～3A）；       D．电压表V₁（量程0～3V）；
E．电压表V₂（量程0～15V）；      F．滑动变阻器R（0～80Ω）；
G．定值电阻R₀=40Ω；           H．开关一个，导线若干．则：
为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的 (1)/(3)．则：
（1）根据实验要求，电压表选用___，电流表选用___．（选填器材前的字母代号）
（2）请在虚线方框内画出实验电路图（其中，部分电路已画出，并标出所选器材的字母）．
（3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来．

（4）若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为R_x=___．

Answer 1

（1）将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中，

当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，电路中电流最大，最大电流：
I_X大=(U)/(R0+RX)=(3V)/(40Ω+20Ω)=0.05A=50mA；
当滑动变阻器的连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，最小电流：
I_X小=(3V)/(40Ω+20Ω+80Ω)=0.021A=21mA>50mA×(1)/(3)≈16.7mA；
所以电流表选用B；
电源电压为3V，故电压表选用0～3V量程，即电压表选用D；
若将电压表并联在待测电阻两端，待测电阻的最大电压：U_X大=I_X大R_X=0.05A×20Ω=1V，电压表的读数是量程的(1)/(3)，不满足实验要求，故电压表不能并联在待测电阻两端．
而定值电阻和待测电阻两端的最小电压：U_0X=I_X小×（R+R₀）=0.021A×60Ω=1.26V>3V×(1)/(3)=1V，
所以应将电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，才能满足两电表的读数均大于其量程的(1)/(3)；
（2）将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，如上图所示；   
（3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来，注意电表正负接线柱的连接及滑动变阻左边电阻连入电路；
（4）由欧姆定律，R₀+R_X=(U)/(I)，所以待测电阻阻值：R_X=(U)/(I)-R₀．
故答案为：（1）D，B；（2）如上图所示；
（3）如右上图所示； （4）R_X=(U)/(I)-R₀．