Question

14．某同學用伏安法測定一段阻值約為5Ω左右的金屬絲電阻R_x．有以下器材可供選擇（要求測量結(jié)果盡量準確）
A．電池組E（3V，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表A₁（0-3A，內(nèi)阻約0.025Ω）
C．電流表A₂（0-0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
D．電壓表V₁（0-3V，內(nèi)阻約3kΩ）
E．電壓表V₂（0-15V，內(nèi)阻約15kΩ）
F．滑動變阻器R_P1（0-20Ω，額定電流1A）
G．滑動變阻器R_P2（0-1000Ω，額定電流0.3A）
H．開關(guān)，導線

（1）為減小誤差，實驗時應選用的電流表是C，電壓表是D，滑動變阻器是F（填寫各器材前的字母代號）．
（2）請在圖1的虛線框中畫出實驗電路圖．
（3）某次測量中，電流表、電壓表的示數(shù)如圖2所示，則流過電流表的電流是0.46A，由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計算出金屬絲的電阻為5.2Ω（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 本題的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中最大電流來選擇電流表；
根據(jù)求出的最大電阻來選擇變阻器；
根據(jù)待測電阻滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$可知電流表應用外接法，從而設計電路圖，并連接實物圖；
根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{I}$，結(jié)合電表讀數(shù)，即可求解．

解答 解：（1）電動勢為3V，所以電壓表應選D，
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電流為：I_max=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A，所以電流表應選C，
又電路中需要的最大電阻為：R_max=$\frac{E}{\frac{{I}_{A}}{3}}$=$\frac{3}{\frac{1}{3}×0.6}$Ω=15Ω，所以變阻器應選F，并且可以采用限流式接法．
所以應選的器材是：CDF；
（2）由于滿足足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，電流表采用外接法，本題沒有特別要求，因此變阻器通常采用限流式，
所以電路圖如圖所示：

（3）電流表讀數(shù)：I=0.46A，電壓表讀數(shù)為：U=2.40V，
所以金屬絲電阻為R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4}{0.46}$Ω=5.2Ω．
故答案為：（1）C、D、F；
（2）電路圖如圖所示：
（3）0.46，5.2．

點評 當變阻器的全電阻大于待測電阻并且變阻器能控制電路中電流時，變阻器應采用限流式接法；若要求電流從零調(diào)或變阻器的全電阻遠小于待測電阻時，變阻器必須采用分壓式接法．