Question

现有一根长约为20cm的柱状金属丝，其横截面为边长约1mm的正方形，金属丝的电阻率为5×10^-5Ω?m．一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源．另有如下器材供选择：
A．量程为0～0.6A，内阻约为1Ω的电流表
B．量程为0～1A，内阻约为10Ω的电流表
C．量程为0～6V，内阻约为4kΩ的电压表
D．量程为0～10V，内阻约为50kΩ的电压表
E．阻值为0～10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器
F．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器
（1）以上器材应选用    ．（填写器材前的字母）
（2）为了减小误差，应采用电流表的    （选填“内接法”或“外接法”）．
（3）将如图所示器材连接成实验电路．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据电源电动势选择电压表；由电阻定律求出金属丝的电阻，由欧姆定律求出电路最大电流，根据该电流选择电流表；根据安全性原则与方便操作原则选择滑动变阻器；
（2）根据金属丝电阻与电表内阻间的关系确定电流表采用内接法还是外接法．
（3）根据伏安法测电阻的原理作出实验电路图．
解答：解：（1）电源电动势是4.5V，因此电压表选量程为0～6V，内阻约为4kΩ的电压表C；金属丝的电阻约为：
R=ρ=5×10^-5Ω?m×=10Ω，
电路最大电流：I===0.45A
电流表选量程为0～0.6A，内阻约为1Ω的电流表A；电路电流可以达到0.45A＞0.1A，为保证电路安全，同时方便实验操作，滑动变阻器选阻值为0～10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器E；
（2）电阻丝电阻是10Ω，电流表内阻是1Ω，电压表内阻是4kΩ，电压表内阻远大于电阻丝阻值，因此应采用电流表的外接法；
（3）把电源、开关、滑动变阻器、电流表、电阻丝、串连接入电路，电压表并联在电阻丝两端，电路图如图所示．
故答案为：（1）A、C、E；（2）外接法；（3）电路图如图所示．
点评：本题考查了实验器材的选择、实验电路的设计，熟练应用电阻定律、知道电流表采用内外接法的选择原则是正确解题的关键．