Question

13．在“測定金屬的電阻率”的實驗時，需要對金屬絲的電阻進行測量，已知金屬絲的電阻值R_x約為20Ω．一位同學(xué)用伏安法對這個電阻的阻值進行了比較精確的測量，這位同學(xué)想使被測電阻R_x兩端的電壓變化范圍盡可能的大．他可選用的器材有：
電源E：電動勢為8V，內(nèi)阻為1.0Ω；
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約為0.50Ω；
電壓表：量程10V，內(nèi)阻約為10kΩ；
滑動變阻器R：最大電阻值為5.0Ω；
開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．
（1）根據(jù)上述條件，測量時電流表應(yīng)采用外接法．（選填“外接法”或“內(nèi)接法”）
（2）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．
（3）若在上述實驗中，電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，且電流表內(nèi)阻R_A、電壓表內(nèi)阻R_V均為已知量，用測得的物理量和電表內(nèi)阻計算金屬絲電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$．

Answer 1

分析 待測電阻較大時，采用內(nèi)接法，較小采用外接法；由于滑動變阻器小于待測電阻阻值，因此采用分壓接法；根據(jù)電路的串并聯(lián)知識，利用歐姆定律可正確解答．

解答 解：（1）待測電阻阻值約為20Ω，電流表內(nèi)阻約為0.5Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采用外接法；
（2）待測電阻阻值約為20Ω，滑動變阻器最大阻值為5Ω，待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)原理圖，可知流過待測電阻的電流為I₁=I-$\frac{U}{{R}_{V}}$，根據(jù)歐姆定律解得R_x=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$；
故答案為：（1）外接法；（2）電路圖如圖所示；（3）$\frac{U{R}_{V}}{I{R}_{V}-U}$．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．