Question

18．欲用伏安法測定一段阻值約為5Ω左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻1Ω）
B．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.012 5Ω）
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）
D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻3kΩ）
E．電壓表（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）
F．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
G．滑動變阻器（0～2 000Ω，額定電流0.3A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線

（1）上述器材中應(yīng)選用的是ACDFH．（填寫各器材的字母代號）
（2）實驗電路應(yīng)采用電流表外接法（填“內(nèi)”或“外”），采用此接法測得的電阻值比其真實值偏小（填“大”或“小”），造成這種誤差的主要原因是電壓表的分流．
（3）設(shè)實驗中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖1所示，圖示中I=0.48A，U=2.20V．
（4）為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，請按要求畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻R_x的原理電路圖，然后根據(jù)你設(shè)計的原理電路將圖3中給定的器材連成實驗電路2．

Answer 1

分析 （1）實驗需要電源、開關(guān)、導(dǎo)線，根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，
在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系選擇電流表采用內(nèi)接法還是外接法．
（3）根據(jù)圖示電表確定其分度值，讀出電表示數(shù)．
（4）電流表能從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，然后作出伏安法測電阻的實驗原理圖．

解答 解：（1）實驗需要：A．電池組（3V，內(nèi)阻1Ω），H．開關(guān)、導(dǎo)線，電源電動勢為3V，電壓表可選：D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻3kΩ），電路最大電流約為I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，電流表應(yīng)選：C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω），為方便實驗操作，滑動變阻器可選：F．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A），即需要的實驗器材為：A、C、D、F、H．
（2）$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{5Ω}{0.125Ω}$=40，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000Ω}{5Ω}$=600，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，則電流表應(yīng)采用外接法．由于電壓表的分流，使電流表示數(shù)偏大，故測量結(jié)果偏�。�
（3）電流表量程是0～0.6A，由圖示電流表可知其分度值是0.02A，示數(shù)為0.48A；
電壓表量程是0～3V，由圖示電壓表可知其分度值是0.1V，其示數(shù)為2.2V．
（4）通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，
則滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電流表采用外接法，伏安法測電阻的實驗電路及實物圖如圖所示．
故答案為：（1）A、C、D、F、H；（2）外，偏小；（3）0.48；2.2；（4）電路圖如圖所示

點評 本題考查了實驗器材的選取、實驗電路設(shè)計、電表讀數(shù)、螺旋測微器與游標(biāo)卡尺讀數(shù)等問題；一定要掌握實驗器材的選取原則；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．