Question

15．某同學(xué)在做“測定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中采用伏安法測定一段阻值約為5Ω左右的金屬絲的電阻．有以下器材可供選擇：（要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確）
A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表（0-3A，內(nèi)阻約0.025Ω）
C．電流表（0-0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
D．電壓表（0-3V，內(nèi)阻約3kΩ）
E．電壓表（0-15V，內(nèi)阻約15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（0-20Ω，額定電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器（0-1000Ω，額定電流0.3A）
H．開關(guān)，導(dǎo)線
①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)電壓表應(yīng)選C，電流表應(yīng)選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．（填寫各器材的字母代號(hào)）．
②請(qǐng)?jiān)趫D1的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
③這位同學(xué)在一次測量時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如圖2所示．由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出金屬絲的電阻為5.22Ω．

④根據(jù)電路圖在圖3連接實(shí)物圖．

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(yīng)用外接法，從而設(shè)計(jì)電路圖，并連接實(shí)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(dòng)勢為3V，所以電壓表應(yīng)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(yīng)選C，
又電路中需要的最大電阻為：R_max=$\frac{E}{\frac{1}{3}{I}_{A}}$=$\frac{3}{\frac{1}{3}×0.6}$Ω=15Ω，所以變阻器應(yīng)選F，并且可以采用限流式接法．
所以應(yīng)選的器材是：CDF；
②由于滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，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：
圖1
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=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.40}{0.46}$Ω=5.22Ω．
④根據(jù)電路圖，結(jié)合電表的量程，及電表的正負(fù)極，如下圖所示：

            圖2
故答案為：①C、D、F； ②如上圖所示；③5.22；④如上圖2所示．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)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(shí)，變阻器應(yīng)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(yuǎn)小于待測電阻時(shí)，變阻器必須采用分壓式接法．