Question

实验桌上备有以下实验器材：
电流表一只（量程为“0-0.6A  0-3A”）    电压表一只（量程为“0-3V  0-15V”）
滑动变阻器一只（“0～12Ω，2A”）         干电池三节（每节电池电压1.5V）
（1）用上述器材测定一只阻值约为6Ω的电阻，为组成实验电路，还需的器材有

 

．
（2）画出实验电路图并标出电表的正、负接线柱．
（3）该电路中电流变化的范围是

 

．
（4）若实验中要求指针不超过电表的量程，又要使几次测量的示数都偏过电表的中线，则电流表应选用

 

档量程，电压表应选用

 

档量程．为防止损坏电表，接人电路的滑动变阻器的阻值至少不得小于

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）根据测电阻的原理R=

U

I

可知，需要电源、以及测量被测电阻两端电压和通过电阻的电流的仪表，还要改变电路中的电流，进行多次测量，据此分析实验需要的器材；
（2）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=

U

I

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；
（3）根据I=

U

R

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；根据电流表和电压表的量程判断滑动变阻器的最小阻值．

解答：解：（1）为了测定一只阻值约为6Ω的电阻，需要电源，以及测量电阻两端电压的仪表，即电压表；测量通过电阻电流的仪表，即电流表；为了完成多次测量，还需要滑动变阻器；
（2）从电源正极依次连接开关、滑动变阻器、被测电阻、电流表，并回到电源负极，电压表并联在被测电阻两端，电流从电压表和电流表的正极流入，负极流出，如下图所示：

（3）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=

U

R

=

4.5V

6Ω

=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=

U

R′

=

4.5V

6Ω+12Ω

=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=

UR

R

=

3V

6Ω

=0.5A；
为防止损坏电表，滑动变阻器接人电路的最小阻值：R=

U

I

=

4.5V-3V

0.5A

=3Ω．
故答案为：（1）滑动变阻器；（2）0.25A～0.75A；（3）0～0.6A；0～3V；3．

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．