Question

2．某同学用伏安法测量一未知电阻的阻值．可供使用的器材如下：
电流表：量程0.6A，内阻约为l0Ω； 
电压表：量程15V，内阻约为9kΩ；
滑动变阻器：最大值10Ω；  
电源：电动势9V，内阻可不计；开关、导线若干．
该同学先后用如图甲、乙两种连接进行了实验，把两次实验数据分别用“×”、“○”在图丙中描点如下．

（1）分析可知，该实验应该使用乙（填“甲”或“乙”）电路进行测量，由该电路得到的数据点是用×（填“O”或“×”）表示的．
（2）请你在丙图中选择一组合适的数据点作图，并由图线得出金属丝的电阻为16.0～16.4Ω．（结    果保留三位有效数字）
（3）请在答题卡虚线框中画出完整的实验电路图，并完成实物连线．

Answer 1

分析 （1）根据I与U的图象，从而求得电阻的大约值，再由$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，还是$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＜$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，来确定电流表的内接还是外接，最后由电流表的量程来确定是“×”、还是“○”图象；
（2）根据欧姆定律，结合图象的斜率，即可求解；
（3）根据电流表外接，滑动变阻器分压式，从而设计电路，进而连接实物图．

解答 解：（1）根据I与U的图象斜率，可知，所测电阻大约为40Ω或20Ω左右，
而电流表电阻约为l0Ω，电压表内阻约为9kΩ，
根据$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，则电流表外接法；故选乙图，
由电流表量程，且指针在中间附近，因此该电路得到的数据点是用“×”；
（2）根据欧姆定律，R=$\frac{U}{I}$，结合图象可知，金属丝的电阻为R=$\frac{6}{0.37}$=16.2Ω；
（3）由上分析，电流表外接法，因电流与电压从零开始，则滑动变阻分压式，
因此电路图如下左图所示；
根据量程及正负极性，则实物图如右图所示；

故答案为：（1）乙，×；（2）16.0～16.4；（3）如上图所示．

点评 考查电路中电流表内接还是外接，滑动变阻器分压还是限流，掌握I与U图象的斜率大小的倒数即为电阻的大小，同时注意实物图连接时，量程及正负极的区分．