Question

13．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量一未知電阻的阻值，他按照如下步驟進(jìn)行．
（1）他將多用電表機(jī)械調(diào)零后，先把選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆檔的“×100”擋位進(jìn)行測(cè)量，按照正確的步驟操作后，表針的指示情況如圖1所示．根據(jù)學(xué)過(guò)的物理知識(shí)可知，這種情況測(cè)量誤差較大，為了使多用電表測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至歐姆檔的×10檔位，換檔結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)操作上首先要進(jìn)行的步驟是：歐姆調(diào)零．
（2）該同學(xué)用伏安法繼續(xù)測(cè)該電阻的阻值，除被測(cè)電阻外，還備有如下實(shí)驗(yàn)器材：
直流電源（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)）
電壓表（量程為3V，內(nèi)阻為4kΩ）
電壓表（量程為15V，內(nèi)阻為15kΩ）
電流表（量程為3mA，內(nèi)阻為10Ω）
電流表（量程為10mA，內(nèi)阻為5Ω）
滑動(dòng)變阻器一只（阻值0～50Ω）
開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干
若要較準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量，上述器材中，電壓表應(yīng)選擇V₁，電流表應(yīng)選擇A₂（填寫字母代號(hào)），請(qǐng)?jiān)谌鐖D2的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖．

Answer 1

分析 （1）歐姆表指針指在表盤中間部分時(shí)讀數(shù)較準(zhǔn)確，若示數(shù)過(guò)�。ㄆ�角過(guò)大），說(shuō)明所選倍率過(guò)大，應(yīng)選小一檔的倍率，注意每次選檔后需要重新調(diào)零；
（2）根據(jù)電動(dòng)勢(shì)數(shù)值選擇電壓表量程，根據(jù)歐姆定律估算出通過(guò)待測(cè)電阻的電流來(lái)選擇電流表量程，根據(jù)閉合電路歐姆定律估算滑動(dòng)變阻器的有效電阻判定變阻器能否應(yīng)用限流式接法，若不能則必須采用分壓式接法；根據(jù)電流表內(nèi)阻及電壓表內(nèi)阻與待測(cè)電阻之間的大小關(guān)系可明確對(duì)應(yīng)的電流表接法．

解答 解：（1）由圖可知，用歐姆擋“×100”擋位時(shí)，表針指示數(shù)值很小，則說(shuō)明所選的倍率較大，應(yīng)選較小的倍率“×10”擋，換擋結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)操作上首先要進(jìn)行的步驟為歐姆調(diào)零；方法是將紅黑表筆短接，旋轉(zhuǎn)調(diào)零電阻調(diào)零．
（2）由于電動(dòng)勢(shì)為4V，所以電壓表應(yīng)選擇3V量程的${V}_{1}^{\;}$，
由（1）可知，電阻約為350Ω，則由歐姆定律可知，I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{350}$=0.008A=8mA，所以電流表應(yīng)選${A}_{2}^{\;}$．
讀數(shù)時(shí)應(yīng)盡量讓電流表示數(shù)在三分之一至三分之二刻度之間；則根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電路中的最大電阻約為${R}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{{\frac{1}{3}I}_{A}^{\;}}$=$\frac{4}{\frac{1}{3}{×10{×10}_{\;}^{-3}}_{\;}^{\;}}$Ω=1200Ω，所以除待測(cè)電阻外滑動(dòng)變阻器的有效電阻至少為1200-350=850Ω；遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的全部電阻，所以不能用限流式接法，只能采用分壓式接法；由于$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}$=$\frac{4000}{350}$=11；而$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=$\frac{350}{5}$=70；故$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$；因此電流表應(yīng)用內(nèi)接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）×10，歐姆調(diào)零
         （2）${V}_{1}^{\;}$，${A}_{2}^{\;}$，如圖所示

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)；要學(xué)會(huì)根據(jù)歐姆定律及電表讀數(shù)要求來(lái)選擇電表的量程；若變阻器的全電阻過(guò)小則起不到限流作用，變阻器必須采用分壓式接法；應(yīng)根據(jù)$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}$與$\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$的大小來(lái)選擇電流表的內(nèi)外接法．