Question

9．用伏特法測定一段阻值約為5Ω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)阻約為1Ω）；
B．電流表（0～3A，內(nèi)阻約為0.01Ω）；
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）；
D．電壓表　（0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）：
E．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ，）；
F．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）；
G．滑動變阻器（0～2000Ω，額定電流0.3A）；
H．開關(guān)、導(dǎo)線．
（1）上以器材中應(yīng)選用的是ACDFH（填寫器材前的字母代號）；
（2）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表外接法（填“內(nèi)”或“外”）；
（3）某次測量時(shí)，電流表、電壓表示數(shù)如圖1所示，圖示中I=0.44A，U=2.2V；
（4）為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，請按要求將圖2中的實(shí)驗(yàn)器材連接完整．

Answer 1

分析 （1）用伏安法測定電阻的原理是電阻定義式R=$\frac{U}{I}$．根據(jù)電源的電動勢，選擇電壓表的量程．由電源的電動勢與測電阻的大約值，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)阻與待測電阻的大小關(guān)鍵，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）根據(jù)歐姆定律可知，若電流表內(nèi)阻為確定值時(shí)，應(yīng)用內(nèi)接法可精確求出待測電阻的阻值，所以當(dāng)電流表內(nèi)阻為已知的確定值時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；根據(jù)電路從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法．

解答 解：（1）必選器材有：A、H．電池組的電動勢是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=$\frac{E}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A．故電流表選C．
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選F，即需要的實(shí)驗(yàn)器材是：A、C、D、F、H．
（2）由題意可知：$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{5}{0.1}$=50，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{5}$=600，因$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，則電流表應(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0.44A；
由圖示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V．
（4）由于電流表的內(nèi)阻為確定值，應(yīng)用內(nèi)接法時(shí)可以精確求出待測電阻的阻值，所以電流表應(yīng)用內(nèi)接法；
由于實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，連線圖如圖所示：
故答案為：（1）ACDFH； （2）外； （3）0.44，2.2；  （4）如上圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電流表的接法、電表讀數(shù)；對電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．
應(yīng)明確：①應(yīng)根據(jù)通過電路的最大電流來選擇電流表量程，根據(jù)電源電動勢大小來選擇電壓表量程；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；③當(dāng)電流表的內(nèi)阻為確定值時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法，當(dāng)電流表的內(nèi)阻為大約值時(shí)，應(yīng)根據(jù)比較$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$與$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$的大小來選擇電流表內(nèi)外接法．