Question

10．某同學(xué)準(zhǔn)備用伏安法來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻R_x的阻值（阻值約為60Ω），除待測(cè)電阻外實(shí)驗(yàn)室還有以下實(shí)驗(yàn)器材：
多用電表：
電壓表V（量程0～10V，內(nèi)電阻約為20kΩ）
電流表A₁（量程0～150mA，內(nèi)電阻約為20Ω）
電流表A₂（量程0～200mA，內(nèi)電阻約為4Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為10Ω，額定電流為2A）
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為250Ω，額定電流為0.2A）
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為8V，內(nèi)電阻約為0.5Ω）
開關(guān)及若干導(dǎo)線
（1）他先用多用電表粗測(cè)其電阻．首先將多用電表機(jī)械凋零，然后先將選擇開關(guān)調(diào)到“×10”檔，進(jìn)行歐姆調(diào)零，接著將紅黑表筆與待測(cè)電阻兩端相接觸．穩(wěn)定時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示，則所測(cè)阻值為60Ω．

（2）為了精確地測(cè)定待測(cè)電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)要求電表示數(shù)從零開始變化，并能多測(cè)出幾組電流、電壓值，以便畫出I-U圖線．電流表應(yīng)選用A₂，滑動(dòng)變阻器選用R₁．（選填器材代號(hào)）
（3）請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的I-U圖線的斜率為0.016，則待測(cè)電阻R_x的阻值為58.5Ω．

Answer 1

分析 （1）明確多用電表的使用方法和讀數(shù)規(guī)律，從而確定對(duì)應(yīng)在的讀數(shù)；
（2）分析給出電流表的量程以及電路中的最大電流，從而確定應(yīng)選擇的電流表；同時(shí)明確電流表接法；本實(shí)驗(yàn)中要求電流從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定對(duì)應(yīng)的電路接法；
（4）根據(jù)歐姆定律進(jìn)行分析，利用圖象的性質(zhì)即可確定對(duì)應(yīng)的阻值．

解答 解：（1）電阻約為60Ω，故應(yīng)先選擇開關(guān)打到×10檔，同時(shí)進(jìn)行歐姆調(diào)零；
根據(jù)讀數(shù)方法可知，電阻大小為R=6×10=60Ω；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流約為：I=$\frac{U}{R_{x}}$=$\frac{8}{60}$=0.13A，但由于電流表A₂內(nèi)阻已知，故電流表應(yīng)選擇A₂；并且采用電流表內(nèi)接法；
為實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器R₁以方便調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開始變化，故應(yīng)采用分壓法連接；
（3）根據(jù)（2）中分析可知，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示；
（4）由歐姆定律可知：
U=I（R+R_A2），
即：I=$\frac{1}{{R}_{x}+{R}_{{A}_{2}}}$U
由于I-U圖線的斜率為k=0.016，則：
R_x=$\frac{1}{0.016}$-4=58.5Ω；
故答案為：（1）將選擇開關(guān)調(diào)到“×10”檔，進(jìn)行歐姆調(diào)零；60；
（2）A₂；R₁；（3）如圖所示；（4）58.5．

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)明確：①根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表量程；②當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．