Question

18．欲用伏安法測(cè)定一段阻值約為5Ω左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻約0.5Ω）；
B．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.0125Ω）；
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）；
D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；
E．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
F．滑動(dòng)變阻器（0～5Ω，額定電流1A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干．

①上述器材中電流表應(yīng)選用C；電壓表應(yīng)選用D；（填寫器材前的字母）．
②實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表外接法（填“內(nèi)”或“外”）．
③設(shè)在實(shí)驗(yàn)中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖1所示，則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄為：I=0.48A，U=2.20V．
④為使通過待測(cè)金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙指定位置畫出測(cè)量待測(cè)金屬導(dǎo)線電阻R_x的電路原理圖（不要求畫在答題卡上）．根據(jù)你設(shè)計(jì)的電路原理圖，在圖中給定的器材上用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線將它們連成實(shí)驗(yàn)電路（其中部分導(dǎo)線已事先接好，不允許改動(dòng)）．

Answer 1

分析 ①用伏安法測(cè)定電阻的原理是電阻定義式R=$\frac{U}{I}$．根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)，選擇電壓表的量程．由電源的電動(dòng)勢(shì)與測(cè)電阻的大約值，估算電流的最大值，選擇電流表的量程．根據(jù)待測(cè)電阻與變阻器總阻值的大小，選擇變阻器的規(guī)格．
②根據(jù)兩電表內(nèi)阻與待測(cè)電阻倍數(shù)關(guān)系，選擇電流表的內(nèi)接法或外接法．
③由圖示電表確定其量程與分度值，然后讀出其示數(shù)．
④為使通過待測(cè)金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，變阻器應(yīng)接成分壓式．再結(jié)合電流表的接法，畫出電路原理圖．
⑤按電流的流向連接實(shí)物圖，注意電流必須從電表的正極流入，負(fù)極流出，導(dǎo)線不交叉．

解答 解：①由題意，電池組的電動(dòng)勢(shì)是3V，電壓表的量程選3V，即選擇電壓表D．
金屬導(dǎo)線的電阻約為5Ω左右，則通過導(dǎo)線的電流最大值約為 I_max=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A．故電流表選C．
②由題條件得：$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=$\frac{5Ω}{0.125Ω}$=40，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=$\frac{3000Ω}{5Ω}$=600，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以電流表應(yīng)采用外接法．
③由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.48A；
由圖示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.20V．
④為使通過待測(cè)金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，變阻器應(yīng)接成分壓式，則測(cè)量待測(cè)金屬導(dǎo)線電阻R_x的電路原理圖如下圖所示．
⑤連接實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．

故答案為：
①C、D； ②外；③0.48；2.20； ④電路原理圖如圖（電流表外接法、變阻器分壓式）；⑤實(shí)驗(yàn)電路如圖所示

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，確定電流表的接法，能根據(jù)電表的量程和最小分度正確讀數(shù)．當(dāng)用電器的電流要從零開始調(diào)節(jié)時(shí)，變阻器必須接成分壓式．