Question

20．欲用伏安法測量一個阻值約為15kΩ的電阻R_x，備有如下器材
電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約50kΩ）
電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω）
滑動變阻器R（最大阻值10Ω）
電池（電動勢E約3V，內(nèi)阻不計）
開關(guān)、導(dǎo)線
（1）為減小測量誤差，電壓表應(yīng)選V₁，電流表應(yīng)選A₂（填代號）．
（2）畫出應(yīng)采用的測量電路原理圖．
（3）電阻R_x的測量值比實際值偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 本題的關(guān)鍵是首先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最大電阻以判定變阻器應(yīng)采用限流式還是分壓式接法，當(dāng)需要的最大電阻與變阻器的全電阻接近時，變阻器應(yīng)采用限流式接法；根據(jù)阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω），可知應(yīng)將電流表采用內(nèi)接法以使電阻的測量值更精確，然后畫出電路圖，內(nèi)接法測量值偏大．

解答 解：①：由于電池（電動勢E約3V，內(nèi)阻不計），故電壓表選V₁，電路中的最大電流為I=$\frac{E}{{Rx}_{\;}}$=$\frac{3}{15{×10}^{3}}A=200μA$，故電流表選A₂；
（2）根據(jù)阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω），可知應(yīng)將電流表采用內(nèi)接法以使電阻的測量值更精確，滑動變阻器的總阻值較小，故采用分壓接法，電路圖為：
（3）采用內(nèi)接法，電流測量準(zhǔn)確，電壓偏大，由歐姆定律可得，測量值偏大
故答案為：（1）V₁，A₂（2）（3）偏大

點評 應(yīng)明確：①選擇變阻器的接法時，若有電流從零調(diào)的要求時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法．若無此要求，應(yīng)通過估算出電路需要的最大電阻來確定變阻器的接法：當(dāng)需要的最大電阻與變阻器的全電阻接近時，變阻器應(yīng)采用限流式接法；當(dāng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于需要的最大電阻時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法．②應(yīng)通過比較R與$\sqrt{{{R}_{A}R}_{V}}$的大小來選擇電流表應(yīng)采用內(nèi)接法還是外接法