高中物理测量电阻的四种种方法教育文档.docx
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测量电阻的四种特殊方法
观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。
看得清才能说得正确。
在观察过程中指导。
我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:
乌云像大海的波浪。
有的孩子说“乌云跑得飞快。
”我加以肯定说“这是乌云滚滚。
”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。
”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:
“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨,我问:
“雨下得怎样?
”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:
“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。
”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。
我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。
如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。
通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。
一.等效替代法测电阻
我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。
为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?
吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:
“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!
”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。
特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:
提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。
知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。
根本原因还是无“米”下“锅”。
于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。
所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。
要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。
【方法解读】等效替代法测电阻:
测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),则待测电阻与电阻箱是等效的。
要练说,先练胆。
说话胆小是幼儿语言发展的障碍。
不少幼儿当众说话时显得胆怯:
有的结巴重复,面红耳赤;有的声音极低,自讲自听;有的低头不语,扯衣服,扭身子。
总之,说话时外部表现不自然。
我抓住练胆这个关键,面向全体,偏向差生。
一是和幼儿建立和谐的语言交流关系。
每当和幼儿讲话时,我总是笑脸相迎,声音亲切,动作亲昵,消除幼儿畏惧心理,让他能主动的、无拘无束地和我交谈。
二是注重培养幼儿敢于当众说话的习惯。
或在课堂教学中,改变过去老师讲学生听的传统的教学模式,取消了先举手后发言的约束,多采取自由讨论和谈话的形式,给每个幼儿较多的当众说话的机会,培养幼儿爱说话敢说话的兴趣,对一些说话有困难的幼儿,我总是认真地耐心地听,热情地帮助和鼓励他把话说完、说好,增强其说话的勇气和把话说好的信心。
三是要提明确的说话要求,在说话训练中不断提高,我要求每个幼儿在说话时要仪态大方,口齿清楚,声音响亮,学会用眼神。
对说得好的幼儿,即使是某一方面,我都抓住教育,提出表扬,并要其他幼儿模仿。
长期坚持,不断训练,幼儿说话胆量也在不断提高。
1.电流等效替代
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
该方法的实验步骤如下:
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。
(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。
2.电压等效替代
该方法的实验步骤如下:
(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。
(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。
【针对练习】1.某同学准备把量程为0~500μA的电流表改装成一块量程为0~2.0V的电压表。
他为了能够更精确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:
A.电流表G1(量程0~1.0mA,内电阻约100Ω)
B.电流表G2(量程0~500μA,内电阻约200Ω)
C.电池组E(电动势3.0V,内电阻未知)
D.滑动变阻器R(0~25Ω)
E.电阻箱R1(总阻值9999Ω)
F.保护电阻R2(阻值约100Ω)
G.单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2
(1)实验中该同学先合上开关S1,再将开关S2与a相连,调节滑动变阻器R,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数I;然后将开关S2与b相连,保持________不变,调节________,使电流表G1的示数仍为I时,读取电阻箱的读数r。
(2)由上述测量过程可知,电流表G2内阻的测量值rg=________。
(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内阻为190Ω,他必须将一个________kΩ的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为2.0V的电压表。
(4)该同学把改装的电压表与标准电压表V0进行了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,标准电压表V0的指针恰好如图乙所示。
由此可知,该改装电压表的误差为________%。
解析:
(1)当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数I;然后将开关S2与b相连,保持滑动变阻器R阻值不变,调节R1,使电流表G1的示数仍为I时,读取电阻箱的读数r。
(2)电流表G2的内阻与电阻箱的阻值相同,为r。
(3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压,串联的阻值为R=
-rg=3.81kΩ。
(4)由题图乙可得,标准电压表V0的示数为1.90V,由此可知,该改装电压表的误差为
×100%≈5.26%。
答案:
(1)滑动变阻器R阻值 R1
(2)r (3)3.81 (4)5.26
2.某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻Rx的阻值。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节电阻箱R和滑动变阻器R′,使电流表指针指向一个适当的位置。
记下此时______________和电阻箱的阻值R1。
此时电阻箱的读数如图乙所示;
②闭合开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后________________,使______________,
记下此时电阻箱的读数R2,此时电阻箱的读数如图丙所示;
(2)在步骤①中电阻箱的读数为R1=________Ω;在步骤②中电阻箱的读数为R2=________Ω。
(3)电阻Rx的阻值为Rx=________Ω。
[解析]
(1)略。
(2)由图乙和图丙可知R1=60Ω,R2=80Ω。
(3)由于R1加上Rx在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置),则有R1+Rx=R2,故有Rx=R2-R1=80Ω-60Ω=20Ω。
[答案]
(1)①电流表的示数I ②调节电阻箱R的电阻 电流表的示数仍然为I
(2)60 80 (3)20
3.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路。
图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池。
完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节____,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________________的读数I。
(2)然后将S拨向接点2,调节____,使________________,记下此时RN的读数。
(3)多次重复上述步骤,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。
解析:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节R0使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表读数I。
(2)然后将S拨向接点2,调节RN,使标准电流表的读数仍为I,记下此时RN的读数。
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值。
答案:
(1)R0 标准电流表(或A0)
(2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值
4.小明用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值(约几百欧)。
R是滑动变阻器,R0是电阻箱,S2是单刀双掷开关,部分器材规格图乙中已标出。
(1)根据图甲实验电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)正确连接电路后,断开S1,S2接1。
调节好多用电表,将两表笔接触Rx两端的接线柱,粗测其阻值,此过程中存在的问题__________。
正确操作后,粗测出Rx的阻值为R′。
(3)小明通过下列步骤,较准确测出Rx的阻值。
①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的________(选填“A”或“B”)端。
闭合S1,将S2拨至1,调节变阻器的滑片P至某一位置,使电压表的示数满偏。
②调节电阻箱R0,使其阻值________(选填“大于R′”或“小于R′”)。
③将S2拨至“2”,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,此时电阻箱示数为R1,则Rx=________。
(4)实验中,滑动变阻器有两种规格可供选择,分别是:
R2(0~10Ω);R3(0~5000Ω)。
为了减小实验误差,滑动变阻器应选________(选填“R2”或“R3”)。
解析:
(1)根据电路图连接实物图,如图所示:
(2)测量电阻时,要把电阻与其他元件断开。
(3)①闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端,使电压表示数都为零;②调节电阻箱R0,使其阻值小于R′;③将S2拨至“2”,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,则此时并联部分的电阻相等,Rx的阻值等于电阻箱的阻值,即Rx=R1。
(4)由于电阻Rx的阻值约几百欧,为方便调节,滑动变阻器应选R3。
答案:
(1)见解析图
(2)待测电阻未与其他元件断开 (3)①A ②小于R′ ③R1 (4)R3
二.电表半偏法测电阻
【方法解读】电表有着自己神奇的一面,那就是当它接入电路中时,可以显示自己的读数,因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。
半偏法常用于测量电表的内阻,对于半偏法测电表内阻有以下两种设置方法:
(一)电流表半偏法
1.实验步骤
(1)按如图所示连接实验电路;
(2)断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其量程Im;
(3)保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于
Im,然后读出R2的值,若满足R1≫RA,则可认为RA=R2。
2.实验条件:
R1≫RA
3.测量结果:
RA测=R2 4.误差分析 当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。 (二)电压表半偏法 1.实验步骤 (1)按如图连接实验电路; (2)将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其量程Um; (3)保持R1的滑动触头不动,调节R2,使电压表读数等于 Um,然后读出R2的值,若R1≪RV,则可认为RV=R2。 2.实验条件: R1≪RV 3.测量结果: RV测=R2>RV 4.误差分析 当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于 Um时,R2两端的电压将大于 Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。 显然半偏电压法适于测量内阻较大的电压表的电阻。 【针对练习】1.如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。 以下是备用仪器: A.待测电压表(3V,内阻1500Ω左右) B.电源E(4V,2A,内阻很小) C.电阻箱(0~999.9Ω) D.电阻箱(0~9999.9Ω) E.滑动变阻器(0~20Ω,3A) F.滑动变阻器(0~2000Ω,2A) G.开关两个,导线若干 (1)为保证测量精度,电阻箱应选________;滑动变阻器应选________。 (填代号) (2)完善下列实验步骤: a.闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至________,然后闭合开关K1; b.调节滑动变阻器使电压表恰好满偏; c.____________________,使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏),此时电阻箱的示数为R。 那么,该电压表内阻的测量值为________。 测量值和真实值比较数值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析: (1)在半偏法测电阻的实验中,电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近,故电阻箱应选D,而滑动变阻器采用分压式接法,为了调节方便,故滑动变阻器应选最大阻值较小的E。 (2)a.在测量数据时,电压要从较小数值开始变化,因而滑动变阻器开始时应在最左端。 c.由于采用半偏法测量,因而应断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因而电压表的内阻的测量值为R。 但开关K2断开,电阻增大,分压增大,而电压表示数为原来的一半时,电阻箱分压要略大于一半,故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要偏大。 答案: (1)D E (2)a.最左端 c.断开开关K2,调节电阻箱的阻值 R 偏大 2.有一电流表A,量程为1mA,内阻rg约为100Ω,要求测量其内阻。 可选用的器材有: 电阻箱R0,最大阻值为99999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;电源E1,电动势约为2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,内阻不计;开关2个,导线若干。 采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下: a.断开S1和S2,将R调到最大; b.合上S1,调节R使电流表A满偏; c.合上S2,调节R1使电流表A半偏,此时可以认为电流表A的内阻rg=R1。 试问: (1)上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择________;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择________;电源E应该选择________。 (2)认为内阻rg=R1,此结果与真实值相比________。 (填“偏大”“偏小”或“相等”) 解析: (1)根据半偏法测电阻的原理,R1必须选R0;由于电流表的电阻很小,要求R的阻值很大,故R应选滑动变阻器甲,电源选择电动势较大的E2,误差较小。 (2)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得,合上S1,调节R使电流表满偏,Ig= ,合上S2,调节R1使电流表半偏,电路中的总电流I= ,故I>Ig。 通过电阻箱的电流I1> Ig,根据并联电路的特点知rg>R1,故认为内阻rg=R1,结果比真实值偏小。 答案: (1)R0 滑动变阻器甲 E2 (2)偏小 三.安安法、伏伏法测电表的内阻 【方法解读】安安法、伏伏法测电表内阻的分析 实验原理 1.安安法测电流表内阻 (1)如图甲所示,将两电流表并联,根据I1r1=I2r2求出电流表 (或 )的内阻r1(或r2)。 (2)如图乙所示,将电流表 与定值电阻R0并联再与电流表 串联,根据I1r1=(I2-I1)R0,求出 的内阻r1(该法又称为电流表差值法测电流表内阻)。 2.伏伏法测电压表内阻 (1)如图丙所示,将两电压表串联,根据 = ,求出电压表 (或 )的内阻。 (2)如图丁所示,将电压表 与定值电阻R0串联再与电压表 并联,根据U2=U1+ R0,求出电压表 的内阻(此法又称为电压表差值法测电压表的内阻)。 方法分析 方法 电路 实验条件 实验结果 安安法 图甲 ① 、 的满偏电压相等或差不多 ②r1、r2已知其一 r1= r2或r2= r1 图乙 ① 的量程大于 的量程 ②R0已知 r1= 伏伏法 图丙 ① 、 的满偏电流相等或差不多 ②r1、r2已知其一 r1= r2或r2= r1 图丁 ① 的量程大于 的量程 ②R0已知 r1= R0 【针对练习】1.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。 测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。 供选择的仪器如下: ①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω), ②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω), ③定值电阻R1(300Ω), ④定值电阻R2(10Ω), ⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω), ⑥滑动变阻器R4(0~20Ω), ⑦干电池(1.5V), ⑧开关S及导线若干。 (1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________。 (在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图。 (3)补全实验步骤: ①按电路图连接电路,____________________________; ②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2; ③________________________________________________________________________; ④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。 (4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式____________。 [解析] (1)定值电阻R1阻值与待测电流表内阻大约相同,实验中两电流表可同时达到满偏,读数误差较小;滑动变阻器为分压式接法,R4阻值小,调节方便。 (2)如图所示。 (3)为保证开关S闭合前待测电流表电压为零,应将滑动变阻器滑动触头移至最左端;实验中要多次测量,减小偶然误差。 (4)由串并联规律: I2=I1+ =I1 ,图线斜率k=1+ ,r1=(k-1)R1。 [答案] (1)③ ⑥ (2)见解析图 (3)①将滑动触头移至最左端 ③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2 (4)r1=(k-1)R1 2.用以下器材测量待测电阻Rx的阻值。 待测电阻Rx,阻值约为100Ω; 电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计; 电流表A1,量程为0~50mA,内阻R1约为20Ω; 电流表A2,量程为0~300mA,内阻R2约为4Ω; 定值电阻R0,阻值为20Ω; 滑动变阻器R,最大阻值为10Ω; 单刀单掷开关S,导线若干。 (1)测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的 ,试在方框中画出测量电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)。 (2)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=________。 解析: (1)在尝试设计电路中,很容易设计出图甲所示的测量电路,通过代入已知数据估算可得,此时电流表A2的最大电流值只能是70mA,远小于其量程的三分之一,所以不满足实验要求。 另一种测量电路如图乙所示,电流表A1和待测电阻的串联阻值约是120Ω,和定值电阻R0的比是6∶1,通过电流表A2的最大电流值接近量程最大值,所以这个电路符合要求,然后连接滑动变阻器来进行调节测量多组数据即可。 最终的电路图如图丙所示。 滑动变阻器用分压式、限流式接法都可以。 (2)用字母表示待测电阻阻值可得Rx= R0-R1。 答案: (1)见解析图丙(R作为限流电阻也可) (2) R0-R1 3.某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻,可选用的器材如下: A.待测电压表V1: 量程3V,内阻约3kΩ B.电压表V2: 量程15V,内阻约20kΩ C.电流表A: 量程3A,内阻约0.1Ω D.定值电阻R0: 9.0kΩ E.滑动变阻器R1: 0~200Ω F.滑动变阻器R2: 0~2kΩ G.电源E: 电动势约为12V,内阻忽略不计 H.开关、导线若干 (1)现用多用电表测电压表V1的内阻,选择倍率“×100”挡,其它操作无误,多用电表表盘示数如图所示,则电压表V1的内阻约为________Ω。 (2)为了准确测量电压表V1的内阻,两位同学根据上述实验器材分别设计了如图实Ⅸ-8甲和乙两个测量电路,你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理,并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整。 (3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”)。 (4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1=________。 [解析] (1)用多用电表测得的电压表的内阻为34×100Ω=3400Ω; (2)甲图中,因为电压表V2的电阻与R0阻值相当,通过电压表V2的电流不能忽略,故用通过R0的电流作为通过V1的电路,则误差较大;故用乙电路较合理;电路连接如图; (3)实验中滑动变阻器要用分压电路,故应选取
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