Question

2．某学习小组利用伏安法测定某根2B铅笔芯的电阻（阻值约5Ω），实验原理如图1所示．其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电压表V，A为电流表，E为电池组（电动势约为3V，内阻很小），S为开关，R为滑动变阻器．

（1）已知灵敏电流计G的满偏电流I_g=300μA，内阻r_g=500Ω，若要使改装后的电压表满偏电压为3V，应串联一只9.5kΩ的定值电阻R₀．
（2）实验室提供如下器材：
电流表A₁（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）
电流表A₂（量程3A，内阻约为0.1Ω）
滑动变阻器R₁（最大阻值10Ω，额定电流2A）
滑动变阻器R₂（最大阻值2kΩ，额定电流0.5A）
为顺利完成实验，电流表应选用${A}_{1}^{\;}$，滑动变阻器应 选用${R}_{1}^{\;}$．
（3）某次实验数据如表所示．

测量次数	1	2	3	4	5	6
改装表V的读数U/V	0.80	1.10	1.40	1.70	2.00	2.30
电流表A的读数I/A	0.17	0.24	0.30	0.37	0.43	0.50

请根据以上数据在图2坐标系中绘出U-I图象，根据图象可得2B铅笔芯的电阻R=4.60Ω（结果保留两位小数）．

Answer 1

分析 题（1）根据欧姆定律求出分压电阻即可；题（2）根据闭合电路欧姆定律求出电路中需要的最大电流来选择电流表的量程，当变阻器采用分压式接法时，应选择阻值小的变阻器以方便调节；题（3）根据电阻的电压R=$\frac{U}{I}$来求电阻（不能用R=$\frac{△U}{△I}$来求）．

解答 解：（1）根据欧姆定律可知串联的电阻应为：R=$\frac{U}{{I}_{g}^{\;}}{-r}_{g}^{\;}$=$\frac{3}{300{×10}_{\;}^{-6}}-500$=9.5kΩ；
（2）根据闭合电路欧姆定律可知通过电路的最大电流可为${I}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{{R}_{x}^{\;}}$=$\frac{3}{5}A$=0.6A，所以电流表应选择${A}_{1}^{\;}$；
变阻器采用分压式接法时选择阻值小的变阻器调节方便，所以变阻器应选择${R}_{1}^{\;}$；
（3）画出的U-I图象如图所示：

根据电阻的定义R=$\frac{U}{I}$可知，铅笔芯的电阻应为R=$\frac{U}{I}=\frac{2.3}{0.5}Ω$=4.60Ω（4.50Ω-4.70Ω均可视为正确）
故答案为：（1）9.5；（2）${A}_{1}^{\;}$，${R}_{1}^{\;}$；（3）4.60

点评 应明确：①串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用；②通过估算电路中需要的最大电流来选择电流表的量程；③当变阻器采用分压式接法时，变阻器的阻值越小调节越方便．