Question

（1）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1Ω）         B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）
C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）     D．电压表（0～3V，内阻3kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻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上述器材中应选用的是

A、C、D、F、H

；（填写各器材的字母代号）
②实验电路应采用电流表

外

接法；（填“内”或“外”）
③设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=

0.48

A，U=

2.20

V．
④为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻R_x的原理电路图．
⑤某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图所示，则该金属丝的直径d=

3.205

mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下右图所示，则该工件的长度L=

50.15

mm．
（2）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其它器材有：
A．电压表V：0～3～15V
B．电流表A：0～0.6～3A
C．变阻器R₁：（20Ω，1A）
D．变阻器R₂：（1000Ω，0.1A）
E．电键S和导线若干
①实验中电压表应选用的量程为

0～3V

（填0～3V或0～15V）；
电流表应选用的量程为

0～0.6A

（填0～0.6A或0～3A）；变阻器应选用

R₁

；
②实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图所示．请你根据数据点位置完成U-I 图线，并由图线求出该电池的电动势
E=

1.50

V，电阻r=

0.50

Ω．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）用伏安法测定电阻的原理是电阻定义式R=

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．
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．
电流表的量程是0.6A，最小分度是0.02A，电压表的量程是3V，最小分度是0.1V．
为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，变阻器必须接成分压式电路．按顺序连接实物图．
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）根据电池的电动势和图中的电流值可选取电流表及电压表；滑动变阻器在本实验中作为限流使用，故应选取若大于内阻的滑动变阻器；
用直线将各点相连，注意让各点尽量分布在直线两侧；由图象与纵坐标的交点可求得电动势；图象的斜率表示电池的内电阻．

解答：解：（1）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．由题，金属导线的电阻约为5Ω左右，则通过导线的电流最大值约I_max=

E

Rx

=0.6A．故电流表选C．变阻器F的电阻大于待测电阻，可选择该变阻器作为即流器．
故答案为：A、C、D、F、H
②由题得，

RV

Rx

=600，而

Rx

RA

=40，则采用电流表外接法，可减小误差．
③电流表的读数为I=0.48A，电压表的读数为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，变阻器必须接成分压式电路，实验原理电路图如图，连成实验电路如图．
⑤螺旋测微器的固定刻度读数为3mm，可动刻度读数为0.01×20.5mm=0.205mm，所以最终读数为：3mm+0.205mm=3.205mm．
游标卡尺的固定刻度读数为50mm，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为：50.15mm；
（2）①由图可知，电流小于0.6A，故电流表应选用的量程为0-0.6A；而电池的电动势约为1.5V，故电压表应选用的量程为 0-3V；
为了调节方便并能减小误差，故变阻器应选用R₁；
（2）根据数据点位置完成U-I图线，

由图可知，电动势为1.5V；
图象的斜率为：r=

1.5-1.0

1.0

=0.50Ω；
故答案为：
（1）①ACDFH
②外
③0.48A，U=2.20V．④如图
⑤3.205    50.15
（2）①0～3V； 0～0.6A； R₁    
②完成U-I图线，1.5；   0.50

点评：（1）本题是伏安法测量电阻，从实验原理出发选择器材、设计电路、连接实物图等等，都是实验的基本技能，要加强培训，提高能力．
（2）本题考查测电动势和内阻实验的数据处理，注意要结合公式理解图象的斜率及截距的含义