Question

9．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻R_x的阻值．
（1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器（0～50Ω，額定電流2A）、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：
A．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω）     B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
C．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）       D．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C（選填器材前的字母）；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．

（2）圖14是測(cè)量R_x的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請(qǐng)根據(jù)在（1）問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線．
（3）接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測(cè)量值R_x=$\frac{U}{I}$=5.2Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）若在（1）問(wèn)中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是B；若在（1）問(wèn)中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是D．（選填選項(xiàng)前的字母）
A．電流表測(cè)量值小于流經(jīng)R_x的電流值B．電流表測(cè)量值大于流經(jīng)R_x的電流值
C．電壓表測(cè)量值小于R_x兩端的電壓值D．電壓表測(cè)量值大于R_x兩端的電壓值．

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小選擇出電壓表量程，再根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表量程；然后根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合電流表最小電流求出電路中需要的最大電阻來(lái)選擇變阻器；再根據(jù)待測(cè)電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$可知電流表應(yīng)用外接法．
（2）根據(jù)所選電路連接實(shí)物圖即可；
（3）明確電表的讀數(shù)要求：電表有“$\frac{1}{10}$”估讀、“$\frac{1}{5}$”估讀和“$\frac{1}{2}$”估讀三種方式，要看電表每小格的讀數(shù)是多少，若每小格讀數(shù)為0.02A，則應(yīng)是“$\frac{1}{2}$”估讀，即應(yīng)估讀到0.01A；若每小格讀數(shù)為0.1V，則應(yīng)是“$\frac{1}{10}$”估讀，即應(yīng)估讀到0.01V．
（4）根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律，將電表內(nèi)阻考慮在內(nèi)即可明確誤差原因．

解答 解：（1）由于電源電動(dòng)勢(shì)為4V，所以電壓表應(yīng)選C；
根據(jù)歐姆定律可知，通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流為：${I}_{m}^{\;}=\frac{U}{R}=\frac{3}{5}A=0.6A$，所以電流表應(yīng)選B；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中需要的最大電阻為：${R}_{max}^{\;}=\frac{E}{{\frac{1}{3}I}_{A}^{\;}}=\frac{4}{\frac{1}{3}×0.6}Ω=20Ω$，所以變阻器可以采用限流式接法，由于待測(cè)電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$，所以電流表應(yīng)用外接法，即電路圖應(yīng)是“限流外接”，所以應(yīng)采用圖甲電路．
（2）根據(jù)原理圖可得出實(shí)物連線圖如圖所示：

（3）電流表的讀數(shù)為：I=0.50A，電壓表的讀數(shù)為：U=2.60V，所以待測(cè)電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.60}{0.50}Ω$=5.2Ω；
（4）根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律可知，采用甲電路時(shí)由于電壓表A的分流作用，導(dǎo)致電流表的測(cè)量值大于流經(jīng)${R}_{x}^{\;}$的電流，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是B；
若采用乙電路，由于電流表的分壓作用，導(dǎo)致電壓表的測(cè)量值大于${R}_{x}^{\;}$兩端的電壓值，所以造成誤差的主要原因是D；
故答案為：（1）B，C，E，甲
（2）如圖
（3）5.2
（4）B，D

點(diǎn)評(píng) 對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)明確：①根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)電阻的額定電壓來(lái)選擇電壓表量程；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根據(jù)電路中需要的最大電阻來(lái)選擇變阻器，當(dāng)變阻器的全電阻滿足要求時(shí)，變阻器可以采用限流式接法；當(dāng)變阻器全電阻太小或電路要求電流從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，此時(shí)應(yīng)選擇全電阻小的變阻器，可方便調(diào)節(jié)．③當(dāng)待測(cè)電阻滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＜\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法．