Question

10．某同学准备用伏安法来测量待测电阻R_x的阻值（阻值约为60Ω），除待测电阻外实验室还有以下实验器材：
多用电表：
电压表V（量程0～10V，内电阻约为20kΩ）
电流表A₁（量程0～150mA，内电阻约为20Ω）
电流表A₂（量程0～200mA，内电阻约为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0.2A）
直流电源E（电动势为8V，内电阻约为0.5Ω）
开关及若干导线
（1）他先用多用电表粗测其电阻．首先将多用电表机械凋零，然后先将选择开关调到“×10”档，进行欧姆调零，接着将红黑表笔与待测电阻两端相接触．稳定时指针偏转如图甲所示，则所测阻值为60Ω．

（2）为了精确地测定待测电阻的阻值，实验要求电表示数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I-U图线．电流表应选用A₂，滑动变阻器选用R₁．（选填器材代号）
（3）请在图乙所示的方框内画出实验电路图．
（4）根据测量数据作出的I-U图线的斜率为0.016，则待测电阻R_x的阻值为58.5Ω．

Answer 1

分析 （1）明确多用电表的使用方法和读数规律，从而确定对应在的读数；
（2）分析给出电流表的量程以及电路中的最大电流，从而确定应选择的电流表；同时明确电流表接法；本实验中要求电流从零开始调节，故应采用滑动变阻器分压接法；
（3）根据实验原理确定对应的电路接法；
（4）根据欧姆定律进行分析，利用图象的性质即可确定对应的阻值．

解答 解：（1）电阻约为60Ω，故应先选择开关打到×10档，同时进行欧姆调零；
根据读数方法可知，电阻大小为R=6×10=60Ω；
（2）根据闭合电路欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流约为：I=$\frac{U}{R_{x}}$=$\frac{8}{60}$=0.13A，但由于电流表A₂内阻已知，故电流表应选择A₂；并且采用电流表内接法；
为实验要求电流从零调，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R₁以方便调节；实验要求电表读数从零开始变化，故应采用分压法连接；
（3）根据（2）中分析可知，实验电路如图所示；
（4）由欧姆定律可知：
U=I（R+R_A2），
即：I=$\frac{1}{{R}_{x}+{R}_{{A}_{2}}}$U
由于I-U图线的斜率为k=0.016，则：
R_x=$\frac{1}{0.016}$-4=58.5Ω；
故答案为：（1）将选择开关调到“×10”档，进行欧姆调零；60；
（2）A₂；R₁；（3）如图所示；（4）58.5．

点评 本题应明确：①根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表量程；②当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节．