Question

4．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻1Ω）B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）
C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）D．电压表（0～3V，内阻3kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻15kΩ）F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0～2 000Ω，额定电流0.3A）H．开关、导线

①要求较准确地测出其阻值，电流表应选C，电压表应选D，滑动变阻器应选F．（填序号）
②设实验中，电流表、电压表的某组示数如图1所示，图示中I=0.48A，U=2.20V．
③为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻R_x的原理电路图．

Answer 1

分析 （1）电流表、电压表和滑动变阻器的选择应该遵循“安全、精确和操作方便”的原则；
（2）先明确量程，然后确定分度值后读数；
（3）从减小误差的角度选择接法，安培表外接与内接的区别：
外接法：测电阻时电压表直接接在电阻两端，电流表接在外．此时电压表有分流作用（U_测=U_实际，I_测＞I_实际）测出的R比实际值小；此种接法是在电压表电阻远大于被测电阻情况下使用的．
内接法：测电阻时电流表和被测电阻串联，电压表接在电流表和被测电阻两端，电流表有分流作用（U_测＞U_实际，I_测=I_实际）测出的R比实际值大；此种接法是在被测电阻远大于电流表电阻的情况下使用的．

解答 解：①由于电源电动势3V，电阻大约5Ω，故最大电流不超过0.6A，为减小误差，选择较小的量程，故选0.6A的电流表；
由于电源电动势3V，为减小误差，选择较小的量程，故选3V量程的电压表；
为使操作方便，选择电阻值较小的滑动变阻器F；
②电流表量程0.6A，分度值为0.02A，故图中读数为0.48A；电压表量程3V，分度值为0.1V，故读数为2.20V
③由于R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，故待测电阻的阻值与安培表内阻相接近，如果采用内接法，安培表的分压作用较大，故应该选用安培表外接法；
为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，即能从0开始读数，所以采用滑动变阻器分压接法，电路图如右图所示：
故答案为：①C、D、F；    ②0.48A； 2.20V．
③画出电路图如右图．

点评 本题关键要从减小实验误差的角度选择电流表、电压表和滑动变阻器，并确定安培表的内、外接法；要明确安培表的内、外接法的误差来源．