Question

9．用伏特法测定一段阻值约为5Ω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，内阻约为1Ω）；
B．电流表（0～3A，内阻约为0.01Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻约为0.1Ω）；
D．电压表　（0～3V，内阻约为3kΩ）：
E．电压表（0～15V，内阻约为15kΩ，）；
F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器（0～2000Ω，额定电流0.3A）；
H．开关、导线．
（1）上以器材中应选用的是ACDFH（填写器材前的字母代号）；
（2）实验电路应采用电流表外接法（填“内”或“外”）；
（3）某次测量时，电流表、电压表示数如图1所示，图示中I=0.44A，U=2.2V；
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内调节，请按要求将图2中的实验器材连接完整．

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的大小关键，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）根据欧姆定律可知，若电流表内阻为确定值时，应用内接法可精确求出待测电阻的阻值，所以当电流表内阻为已知的确定值时，电流表应用内接法；根据电路从零调可知变阻器应采用分压式接法．

解答 解：（1）必选器材有：A、H．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=$\frac{E}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A．故电流表选C．
为方便实验操作，滑动变阻器应选F，即需要的实验器材是：A、C、D、F、H．
（2）由题意可知：$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{5}{0.1}$=50，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{5}$=600，因$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，则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0.44A；
由图示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V．
（4）由于电流表的内阻为确定值，应用内接法时可以精确求出待测电阻的阻值，所以电流表应用内接法；
由于实验要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示：
故答案为：（1）ACDFH； （2）外； （3）0.44，2.2；  （4）如上图所示．

点评 本题考查了实验器材的选择、电流表的接法、电表读数；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．
应明确：①应根据通过电路的最大电流来选择电流表量程，根据电源电动势大小来选择电压表量程；②当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；③当电流表的内阻为确定值时，电流表应用内接法，当电流表的内阻为大约值时，应根据比较$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$与$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$的大小来选择电流表内外接法．