Question

19．某同學(xué)欲用伏安法測(cè)定一段阻值約為 5Ω左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)備有以下器材：
①直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約 4.5V，內(nèi)阻很��；
②直流電流表 A₁：量程 0～3A，內(nèi)阻 0.025Ω；　　
③直流電流表A₂：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；　　
④直流電壓表V：量程 0～3V，內(nèi)阻 3kΩ；
⑤滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；　　　　　
⑥滑動(dòng)變阻器R_2：最大阻值 50Ω；
⑦電鍵、導(dǎo)線若干．
（1）在可選擇的器材中應(yīng)選用的電流表是A₂，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是R₁．
（2）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表外接法（填“內(nèi)”、“外”）；電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值．（填“大于”、“小于”、“等于”）
（3）如圖所示，還有兩根導(dǎo)線沒(méi)有連接，請(qǐng)用鋼筆畫(huà)線當(dāng)作導(dǎo)線完成實(shí)驗(yàn)電路．
（4）某同學(xué)按要求完成了電路連接，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于最左端（填“左”、“右”）；他閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的均無(wú)示數(shù)，于是取下電壓表，用一導(dǎo)線將其正接線柱與電源正極連接，用另一導(dǎo)線的一端接其負(fù)接線柱，導(dǎo)線另一端試觸電流表正接線柱，電壓表無(wú)示數(shù)，再試觸電流表負(fù)接線柱，電壓表的指針大角度偏轉(zhuǎn)，并超過(guò)其量程，已知各接線柱處接觸良好，故障原因是電流表內(nèi)部斷路．

Answer 1

分析 （1）估算出電路中最大電流，選擇電流表的量程；在保證安全的前提下，考慮方便調(diào)節(jié)，選擇變阻器的規(guī)格；
（2）伏安法測(cè)電阻時(shí)，若電阻較小，電流表要外接，測(cè)量值是電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)的阻值，測(cè)量值偏�。�
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和電路結(jié)構(gòu)，連接線路．
（4）變阻器采用限流接法時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于阻值最大的位置；根據(jù)所提供的信息，分析故障的原因．

解答 解：（1）電路中最大電流約為I_max=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{4.5}{5}$A=0.9A，電流表A₁的量程0～3A，量程太大，不能使用，可選擇電流表A₂．
對(duì)于兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，接入電路時(shí)，電路中最小電流都不超過(guò)電流表的量程，為方便調(diào)節(jié)，
而且為使電流表指針在中央附近，故變阻器選擇R₁．
（2）由于$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$，故采用電流表的外接法，測(cè)量誤差較�。�
測(cè)量值是電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)的阻值，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值．
（3）根據(jù)電流表外接法和變阻器限流式，連接線路如圖所示：

（4）開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于最左端．
由題意，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的均無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路中存在斷路，
根據(jù)電壓表測(cè)量電流表兩端的電壓，由于電壓表的指針大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流表內(nèi)部斷路．
故答案為：（1）A₂；R₁；（2）外；小于．（3）實(shí)物電路圖如圖所示；（4）電流表內(nèi)部斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電流表接法的判斷、連接實(shí)物電路圖、電路故障分析等問(wèn)題，是實(shí)驗(yàn)的�？紗�(wèn)題；對(duì)于電表量程的選擇，往往要估算電路最大電流或電壓來(lái)選擇．測(cè)量較小的電阻，一般選擇電流表外接法．