题目内容

有一待测的电阻器Rx,其阻值约在40~50Ω之间,实验室准备用伏安法测量该电阻的阻值,可用的实验器材有:
电压表V(量程0~10V,内电阻约20kΩ);
电流表A1,(量程0~500mA,内电阻约20Ω);
电流表A2,(量程0~300mA,内电阻约4Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A);
直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω);
开关及导线若干.
实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出I-U图线.
(1)电流表应选用
A2
A2
;(选填器材代号)
(2)滑动变阻器选用
R1
R1
;(选填器材代号)
(3)请在如图所示的方框内画出实验电路图;
(4)用本实验方法测出的电阻值比真实值偏
.(填“大”或“小”)
分析:实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,则滑动电阻器采用分压式接法;被测电阻上经过的电流最大是9v除以内阻0.5Ω加40Ω,等于0.222…A,大于0.1A,所以滑动电阻器应选择R1;小于300mA,所以为了测量的更准确,电流表选择A2
因为被测电阻的阻值40~50Ω之间,更接近电流表的内电阻约4Ω,远离电压表的内电阻约20kΩ,所以采用电流表外接法,测量的误差更小;
采用电流表外接法,测出的电流值偏大,包含了电压表上的分流,电压表的数值正常,由欧姆定律R=
U
I
,分母偏大,则电阻值偏小;因此得解.
解答:解:被测电阻经过的最大电流约是:I=
9v
40Ω+0.5Ω
=0.
?
2
(A)
(1)因为0.2222…A<300mA,为了增加准确度,电流表应选择A2;
(2)因为0.222…A>0.1A,所以滑动变阻器不能选择R2,只能选择R1
(3)实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,则滑动电阻器采用分压式接法;因为被测电阻的阻值40~50Ω之间,更接近电流表的内电阻约4Ω,远离电压表的内电阻约20kΩ,所以采用电流表外接法,测量的误差更小;实验电路图如右图所示.
(4)采用电流表外接法,测出的电流值偏大,包含了电压表上的分流,电压表的数值正常,由欧姆定律R=
U
I
,分母偏大,则电阻值比真实值偏小.
故答案为:A2,R1,如图,小.
点评:本题考查分析和设计电路的能力.本题设计分成了三块:电源、控制电路和测量电路.通过计算被测电阻最大电流、选择电表的量程和滑动变阻器的额定电流,这是经常用的方法.
练习册系列答案
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(1)下列有关高中物理实验的描述中,正确的是
ABC
ABC

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(2)有一待测的电阻器Rx,甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量
(ⅰ)甲同学直接用多用电表测其电阻.用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量,发现指针偏转角度太大,这时应将选择旋钮指向欧姆挡“
×1
×1
”位置,调零后测量,其表盘及指针所指位置如图1所示,则此段电阻丝的电阻为
22
22
Ω.
(ⅱ)乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量:
电压表V(量程0~5V,内电阻约10kΩ)
电流表A1(量程0~500mA,内电阻约20Ω)
电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A)
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A)
直流电源E(电动势为4.5V,内电阻约为0.5Ω)
电键及若干导线
为了精确画出I-U图线.他设想电表读数从零开始变化,以便多测出几组电流、电压值,故电流表应选用
A
 
2
A
 
2
,滑动变阻器选用
R
 
1
R
 
1
(选填器材代号),利用选择的器材,请你在方框内画出理想的实验电路图,并将图2中器材连成符合要求的电路.

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