Question

4．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：
A．電池組（3V，內(nèi)阻1Ω）；
B．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.0125Ω）；
C．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）；
D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻3kΩ）；
E．電壓表（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）；
F．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A）；
G．滑動(dòng)變阻器（0～1750Ω，額定電流0.3A）；
H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線
（1）上述器材中應(yīng)選用的是ACDFH（填寫(xiě)各器材的字母代號(hào)）
（2）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表外接法（填“內(nèi)”或“外”），按照這種方法測(cè)電阻，測(cè)量值小于（填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值，誤差引起的原因是電壓表的分流
（3）為使通過(guò)待測(cè)金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，請(qǐng)按要求在方框內(nèi)補(bǔ)充畫(huà)出測(cè)量待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻R_x的原理電路圖．
（4）若電流表的內(nèi)阻R_A已知，電壓表的內(nèi)阻未知，為了避免系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表內(nèi)（填“內(nèi)”或“外”）接，若某次電流表電壓表的讀數(shù)分別為I、U，則待測(cè)電阻R_X=$\frac{U}{I}$-R_A．

Answer 1

分析 （1）電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的選擇應(yīng)該遵循“安全、精確和操作方便”的原則；
（2）從減小誤差的角度選擇接法，安培表外接與內(nèi)接的區(qū)別：
外接法：測(cè)電阻時(shí)電壓表直接接在電阻兩端，電流表接在外．此時(shí)電壓表有分流作用（U_測(cè)=U_實(shí)際，I_測(cè)＞I_實(shí)際）測(cè)出的R比實(shí)際值小；此種接法是在電壓表電阻遠(yuǎn)大于被測(cè)電阻情況下使用的．
（3）按照前面的選擇連接電路即可．
（4）由于已知電流表內(nèi)阻；故可以利用串并聯(lián)電路規(guī)律采用內(nèi)接法處理．

解答 解：（1）電源必須選擇；
由于電源電動(dòng)勢(shì)3V，電阻大約5Ω，故最大電流不超過(guò)0.6A，為減小誤差，選擇較小的量程，故選0.6A的電流表；
由于電源電動(dòng)勢(shì)3V，為減小誤差，選擇較小的量程，故選3V量程的電壓表；
為使操作方便，選擇電阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
故答案為：ACDFH．
（2）由于$\frac{{R}_{V}}{R}＞＞\frac{R}{{R}_{A}}$，故待測(cè)電阻的阻值與安培表內(nèi)阻相接近，如果采用內(nèi)接法，安培表的分壓作用較大，故應(yīng)該選用安培表外接法；由電壓表的分流作用，使電流表示數(shù)偏大；故由歐姆定律可知，測(cè)量值偏��；
故答案為：外．
（3）電路圖如下圖

（4）當(dāng)電流表內(nèi)阻已知時(shí)，可以采用電流表內(nèi)接法，算出總電阻后減去電流表內(nèi)阻即可；即R_x=$\frac{U}{I}$-R_A
故答案為：（1）ACDFH；（2）外；小于；電壓表的分流；（3）如圖所示；（4）內(nèi)接；$\frac{U}{I}$-R_A

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要從減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度選擇電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器，并確定安培表的內(nèi)、外接法；要明確安培表的內(nèi)、外接法的誤差來(lái)源．