Question

用伏安法測未知電阻（約6Ω左右）的阻值時(shí)，實(shí)驗(yàn)桌上備有以下器材：電流表一個(gè)（量程0～0.6A，0～3A），電壓表一個(gè)（0～3V，0～15V），干電池三節(jié)（串聯(lián)），滑動(dòng)變阻器（阻值0～12Ω），開關(guān)，導(dǎo)線，被測電阻Rx．
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）該電路中電流可變化的范圍是______．
（3）若電路中要求電表指針不超過量程，又要使幾次測量數(shù)據(jù)都偏過電表刻度的中線，電流表應(yīng)選量程是______，電壓表應(yīng)選量程是______，為了防止損壞電表，變阻器連入電路的阻值至少不得小于______Ω．

Answer 1

解：（1）伏安法測電阻的電路圖如下：

（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為零時(shí)，電路中的電阻最小，此時(shí)電流最大，Imax===0.75A；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻最大為12Ω時(shí)，電路中的電阻最大，此時(shí)電流最小，Imin===0.25A；
所以該電路中電流可變化的范圍是0.25A～0.75A；
（3）由（2）知，電路中的最大電流為0.75A，此時(shí)不到3A的一半，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程；
電阻兩端的最大電壓為4.5V，不到15V的一半，所以電壓表應(yīng)選擇0～3V的量程；
則當(dāng)電流值為0.6A時(shí)，電壓表的示數(shù)大約為U=IR=0.6A×6Ω=3.6V，超過了電壓表的量程，所以當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，為滑動(dòng)變阻器允許的最小阻值，
此時(shí)電路中的電流I===0.5A；
R===3Ω；
故答案為：（1）見上圖；（2）0.25A～0.75A；（3）0～0.6A；0～3V；3Ω．
分析：（1）用伏安法測電阻，需用電壓表與電阻并聯(lián)測出電壓，電流表與電阻串聯(lián)測出電流，根據(jù)R=計(jì)算出電阻值，由于要多測幾次求平均值，所以電路中需用到滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)I=計(jì)算出電路中的最大和最小電流值判斷電流的可變化范圍；
（3）根據(jù)電路中的最大電流與電流表的量程進(jìn)行比較，結(jié)合要求得出電流表所選的量程；
根據(jù)電阻兩端的最大電壓結(jié)合要求判斷電壓表的量程；
并根據(jù)電流表和電壓表的量程判斷滑動(dòng)變阻器的最小阻值．
點(diǎn)評：此題是用伏安法測未知電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)驗(yàn)電路圖的畫法，電流表、電壓表量程的選擇，同時(shí)考查了滑動(dòng)變阻器所允許的最小值，這些都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)，在分析過程中涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓、電阻的關(guān)系，同時(shí)用到了歐姆定律的計(jì)算公式，涉及面比較廣泛．