Question

用伏安法测未知电阻（约6Ω左右）的阻值时，实验桌上备有以下器材：电流表一个（量程0～0.6A，0～3A），电压表一个（0～3V，0～15V），干电池三节（串联），滑动变阻器（阻值0～12Ω），开关，导线，被测电阻Rx．
（1）画出实验电路图．
（2）该电路中电流可变化的范围是______．
（3）若电路中要求电表指针不超过量程，又要使几次测量数据都偏过电表刻度的中线，电流表应选量程是______，电压表应选量程是______，为了防止损坏电表，变阻器连入电路的阻值至少不得小于______Ω．

Answer 1

解：（1）伏安法测电阻的电路图如下：

（2）当滑动变阻器的电阻为零时，电路中的电阻最小，此时电流最大，Imax===0.75A；
当滑动变阻器的电阻最大为12Ω时，电路中的电阻最大，此时电流最小，Imin===0.25A；
所以该电路中电流可变化的范围是0.25A～0.75A；
（3）由（2）知，电路中的最大电流为0.75A，此时不到3A的一半，所以电流表应选择0～0.6A的量程；
电阻两端的最大电压为4.5V，不到15V的一半，所以电压表应选择0～3V的量程；
则当电流值为0.6A时，电压表的示数大约为U=IR=0.6A×6Ω=3.6V，超过了电压表的量程，所以当电压表的示数为3V时，为滑动变阻器允许的最小阻值，
此时电路中的电流I===0.5A；
R===3Ω；
故答案为：（1）见上图；（2）0.25A～0.75A；（3）0～0.6A；0～3V；3Ω．
分析：（1）用伏安法测电阻，需用电压表与电阻并联测出电压，电流表与电阻串联测出电流，根据R=计算出电阻值，由于要多测几次求平均值，所以电路中需用到滑动变阻器；
（2）根据I=计算出电路中的最大和最小电流值判断电流的可变化范围；
（3）根据电路中的最大电流与电流表的量程进行比较，结合要求得出电流表所选的量程；
根据电阻两端的最大电压结合要求判断电压表的量程；
并根据电流表和电压表的量程判断滑动变阻器的最小阻值．
点评：此题是用伏安法测未知电阻的实验，考查了实验电路图的画法，电流表、电压表量程的选择，同时考查了滑动变阻器所允许的最小值，这些都是电学实验中的难点，在分析过程中涉及到了串联电路电流、电压、电阻的关系，同时用到了欧姆定律的计算公式，涉及面比较广泛．