Question

19．某同学欲用伏安法测定一段阻值约为 5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
①直流电源E：电动势约 4.5V，内阻很小；
②直流电流表 A₁：量程 0～3A，内阻 0.025Ω；　　
③直流电流表A₂：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；　　
④直流电压表V：量程 0～3V，内阻 3kΩ；
⑤滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；　　　　　
⑥滑动变阻器R_2：最大阻值 50Ω；
⑦电键、导线若干．
（1）在可选择的器材中应选用的电流表是A₂，应选用的滑动变阻器是R₁．
（2）实验电路应采用电流表外接法（填“内”、“外”）；电阻的测量值小于真实值．（填“大于”、“小于”、“等于”）
（3）如图所示，还有两根导线没有连接，请用钢笔画线当作导线完成实验电路．
（4）某同学按要求完成了电路连接，开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最左端（填“左”、“右”）；他闭合开关后发现电流表和电压表的均无示数，于是取下电压表，用一导线将其正接线柱与电源正极连接，用另一导线的一端接其负接线柱，导线另一端试触电流表正接线柱，电压表无示数，再试触电流表负接线柱，电压表的指针大角度偏转，并超过其量程，已知各接线柱处接触良好，故障原因是电流表内部断路．

Answer 1

分析 （1）估算出电路中最大电流，选择电流表的量程；在保证安全的前提下，考虑方便调节，选择变阻器的规格；
（2）伏安法测电阻时，若电阻较小，电流表要外接，测量值是电压表与待测电阻并联的阻值，测量值偏小；
（3）根据实验原理和电路结构，连接线路．
（4）变阻器采用限流接法时，开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于阻值最大的位置；根据所提供的信息，分析故障的原因．

解答 解：（1）电路中最大电流约为I_max=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{4.5}{5}$A=0.9A，电流表A₁的量程0～3A，量程太大，不能使用，可选择电流表A₂．
对于两个滑动变阻器，接入电路时，电路中最小电流都不超过电流表的量程，为方便调节，
而且为使电流表指针在中央附近，故变阻器选择R₁．
（2）由于$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$，故采用电流表的外接法，测量误差较小．
测量值是电压表与待测电阻并联的阻值，电阻的测量值小于真实值．
（3）根据电流表外接法和变阻器限流式，连接线路如图所示：

（4）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最左端．
由题意，闭合开关后发现电流表和电压表的均无示数，说明电路中存在断路，
根据电压表测量电流表两端的电压，由于电压表的指针大角度偏转，说明电流表内部断路．
故答案为：（1）A₂；R₁；（2）外；小于．（3）实物电路图如图所示；（4）电流表内部断路．

点评 本题考查了实验器材的选择、电流表接法的判断、连接实物电路图、电路故障分析等问题，是实验的常考问题；对于电表量程的选择，往往要估算电路最大电流或电压来选择．测量较小的电阻，一般选择电流表外接法．