Question

18．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻R_x的阻值．
（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）     B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）        D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用B，电压表应选用C（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的甲（选填“甲”或“乙”）．

（2）图2是测量R_x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线．
（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U．某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值R_x=$\frac{U}{I}$=5.2Ω（保留两位有效数字）．
（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是B；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是D．（选填选项前的字母）
A．电流表测量值小于流经R_x的电流值    B．电流表测量值大于流经R_x的电流值
C．电压表测量值小于R_x两端的电压值    D．电压表测量值大于R_x两端的电压值．

Answer 1

分析 （1）实验中应该用较小电流测量，故电压表与电流表都选择小量程；由于电阻R_x电阻值较小，“大内小外”，应该采用电流表外接法；
（2）直接根据甲图连接即可；
（3）由电压表与电流表读数，依据欧姆定律即可求解；
（4）根据电流表外接法，电压表的分流是产生误差的主要原因；电流表内接法，电流表的分压是产生误差的主要原因进行解答．

解答 解：（1）因电源的电压为4V，因此电压表选择3V量程；由于阻值约为5Ω的电阻R_x的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.8A，从精确角来说，所以电流表选择0.6A的量程；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知，待测电阻的阻值偏小，因此选择电流表外接法，故选择甲图．
（2）连接的实物图如图所示；
（3）电压表的读数为U=2.60V；电流表的读数为I=0.50A；电阻阻值：
${R}_{x}=\frac{U}{I}=\frac{2.6V}{0.5A}=5.2Ω$
（4）甲图采用的是电流表外接法，实际上电压表并不是理想电表，所以电压表也有电流通过，电流表测量的电流是流经R_x和电压表的电流之和，所以产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经R_x的电流值，导致测量的电阻R_x比实际偏小，选B；
乙图采用的是电流表内接法，实际上电流表并不是理想电表，所以电流表两端也有电压，电压表测量的电压是R_x和电流表两端的电压之和，所以产生误差的主要原因是电压表测量值大于R_x两端的电压值，导致测量的电阻R_x比实际偏大，选D；
故答案为：（1）B； C；  甲
（2）连接的实物图如图所示；
（3）5.2
（4）B；   D．

点评 考查如何选择仪器，掌握选择的方法与原则；学会由电路图去连接实物图，注意电表的正负极；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．注意电流表不管内接还是外接都有实验误差，了解内外接对测量值的影响．