Question

13．在“测定金属的电阻率”的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电阻值R_x约为20Ω．一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻R_x两端的电压变化范围尽可能的大．他可选用的器材有：
电源E：电动势为8V，内阻为1.0Ω；
电流表：量程0.6A，内阻约为0.50Ω；
电压表：量程10V，内阻约为10kΩ；
滑动变阻器R：最大电阻值为5.0Ω；
开关一个、导线若干．
（1）根据上述条件，测量时电流表应采用外接法．（选填“外接法”或“内接法”）
（2）在虚线框内画出实验电路图．
（3）若在上述实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，且电流表内阻R_A、电压表内阻R_V均为已知量，用测得的物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式R_x=$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$．

Answer 1

分析 待测电阻较大时，采用内接法，较小采用外接法；由于滑动变阻器小于待测电阻阻值，因此采用分压接法；根据电路的串并联知识，利用欧姆定律可正确解答．

解答 解：（1）待测电阻阻值约为20Ω，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻约为10kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法；
（2）待测电阻阻值约为20Ω，滑动变阻器最大阻值为5Ω，待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示：

（3）根据原理图，可知流过待测电阻的电流为I₁=I-$\frac{U}{{R}_{V}}$，根据欧姆定律解得R_x=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$；
故答案为：（1）外接法；（2）电路图如图所示；（3）$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$．

点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．