Question

18．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：
A．电池组（3V，内阻约0.5Ω）；
B．电流表（0～3A，内阻约0.0125Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）；
D．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）；
E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）；
F．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流1A）
H．开关、导线若干．

①上述器材中电流表应选用C；电压表应选用D；（填写器材前的字母）．
②实验电路应采用电流表外接法（填“内”或“外”）．
③设在实验中，电流表、电压表的某组示数如图1所示，则实验数据应记录为：I=0.48A，U=2.20V．
④为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，请在答题纸指定位置画出测量待测金属导线电阻R_x的电路原理图（不要求画在答题卡上）．根据你设计的电路原理图，在图中给定的器材上用笔画线当导线将它们连成实验电路（其中部分导线已事先接好，不允许改动）．

Answer 1

分析 ①用伏安法测定电阻的原理是电阻定义式R=$\frac{U}{I}$．根据电源的电动势，选择电压表的量程．由电源的电动势与测电阻的大约值，估算电流的最大值，选择电流表的量程．根据待测电阻与变阻器总阻值的大小，选择变阻器的规格．
②根据两电表内阻与待测电阻倍数关系，选择电流表的内接法或外接法．
③由图示电表确定其量程与分度值，然后读出其示数．
④为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，变阻器应接成分压式．再结合电流表的接法，画出电路原理图．
⑤按电流的流向连接实物图，注意电流必须从电表的正极流入，负极流出，导线不交叉．

解答 解：①由题意，电池组的电动势是3V，电压表的量程选3V，即选择电压表D．
金属导线的电阻约为5Ω左右，则通过导线的电流最大值约为 I_max=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A．故电流表选C．
②由题条件得：$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=$\frac{5Ω}{0.125Ω}$=40，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=$\frac{3000Ω}{5Ω}$=600，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以电流表应采用外接法．
③由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.48A；
由图示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.20V．
④为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，变阻器应接成分压式，则测量待测金属导线电阻R_x的电路原理图如下图所示．
⑤连接实验电路如图所示．

故答案为：
①C、D； ②外；③0.48；2.20； ④电路原理图如图（电流表外接法、变阻器分压式）；⑤实验电路如图所示

点评 本题关键根据实验原理，选择实验器材，确定电流表的接法，能根据电表的量程和最小分度正确读数．当用电器的电流要从零开始调节时，变阻器必须接成分压式．