Question

15．某實驗小組想較精確地測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻，實驗室提供的器材如下：
A．待測線圈L（阻值約為5Ω）
B．電流表A₁（量程為0～0.6A，內阻約為0.5Ω）
C．電流表A₂（量程為0～3A，內阻約為0．lΩ）
D．電壓表V₁（量程為0～3V，內阻約為6kΩ）
E．電壓表V₂（量程為0～15V，內阻約為30kΩ）
F．變阻器R₁（阻值變化范圍為0～10Ω）
G．變阻器R₂（阻值變化范圍為0～1kΩ）
H．電池E（電動勢約6V，內阻不計）
I．開關兩個S₁、S₂，導線若干
有兩位同學分別設計了如圖1中甲、乙所示的電路．

（1）為了使測量的結果盡可能準確，應該選用甲圖所示的電路進行測量，電流表應該選B，電壓表應該選D，滑動變阻器應該選F（填“甲”、“乙”、“A”、“B”、“C”、…代號）
（2）用你選擇的電路圖，測出的阻值小于真實值（填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）按你選出的電路圖，將圖2中的器材連接成實驗電路（導線盡量不交叉）；
（4）某同學實驗時，其操作步驟如下：
①按選擇的電路圖，將實驗器材連接成實驗電路，滑動變阻器的滑動觸頭處在合適的位置；
②合上開關S₁、S₂，移動滑動變阻器的觸頭到適當位置，穩(wěn)定后，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I和U；
③再次移動滑動變阻器的觸頭到適當位置，穩(wěn)定后，讀出電流、電壓數(shù)據(jù)；
④重復步驟③，再測量3次；
⑤測量完畢后，先斷開開關S₁，再斷開開關S₂，然后拆除實驗裝置，整理實驗器材，使其復原．
上述實驗操作中有一步不妥，請指出，并改正之．第⑤步不妥，應改為：先斷開關S₂，再斷開開關S₁．

Answer 1

分析 （1）因可使在盡可能大的范圍內測得多組A₁表、A₂表的讀數(shù)I₁、I₂，所以要用分壓電路，選擇較小的滑動變阻器．根據(jù)給出的電源等可以選擇電表；
（2）根據(jù)實驗原理進行分析，明確誤差來源及誤差結果；
（3）根據(jù)原理圖連接實物圖；
（4）實驗中要保護電流表A₁，同時注意電自感現(xiàn)象，從而判斷先斷開哪個電鍵．

解答 解：（1）測量線圈的電阻一般采用伏安法，為了防止測量自感系數(shù)很大的線圈斷電產生的大自感電流燒壞電表，可與電表串聯(lián)一個開關． 由于待測線圈L的阻值約為2Ω，額定電流為2A，最大電壓為4V，而電源電動勢為9V，所以必須采用分壓電路，電流表外接電路進行測量，同時由于待測電阻較小；故電流表采用外接法；故選甲；
電路；因電源電壓為6V，為了測量準確，電壓表應選擇D；電阻約為5Ω，則電流可以達到1.2A；故應選擇B電流表；因采用分壓接法，故滑動變阻器選擇小電阻F；（2）因采用電流表外接法，則電流表示數(shù)大于真實值，由歐姆定律可知，測量值小于真實值；
（3）根據(jù)給出的電路圖連接實物圖如下圖所示；
（4）線圈L一個自感系數(shù)很大，當先斷開S₁時，會產生較大的自感電流，相當于把電壓表接線柱正負接反，從而使電壓表燒壞，故不妥的一步是第⑤步，應該為應先斷開開關S₂，再斷開S₁．
故答案為：（1）甲；BDF；（2）小于；（3）如圖所示；（4）不妥的一步是第⑤步，應該為應先斷開開關S₂，再斷開S₁．

點評 要求電流或電壓的測量值從零或很小開始逐漸增大的實驗必須采用分壓電路；分壓電路中滑動變阻器選擇阻值較小的；對于電表的選擇應遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇�。�