Question

（1）欲用伏安法測定一段阻值約為5Ω左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(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（0～2000Ω，額定電流0.3A） H．開關(guān)、導(dǎo)線
①上述器材中應(yīng)選用的是

A、C、D、F、H

；（填寫各器材的字母代號(hào)）
②實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表

外

接法；（填“內(nèi)”或“外”）
③設(shè)實(shí)驗(yàn)中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖所示，圖示中I=

0.48

A，U=

2.20

V．
④為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變請(qǐng)按要求在下面方框內(nèi)畫出測量待測金屬導(dǎo)線的電阻R_x的原理電路圖．
⑤某學(xué)生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時(shí)，測得的結(jié)果如圖所示，則該金屬絲的直徑d=

3.205

mm．另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如下右圖所示，則該工件的長度L=

50.15

mm．
（2）某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，所給的其它器材有：
A．電壓表V：0～3～15V
B．電流表A：0～0.6～3A
C．變阻器R₁：（20Ω，1A）
D．變阻器R₂：（1000Ω，0.1A）
E．電鍵S和導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用的量程為

0～3V

（填0～3V或0～15V）；
電流表應(yīng)選用的量程為

0～0.6A

（填0～0.6A或0～3A）；變阻器應(yīng)選用

R₁

；
②實(shí)驗(yàn)測得的6組數(shù)據(jù)已在U-I圖中標(biāo)出，如圖所示．請(qǐng)你根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)位置完成U-I 圖線，并由圖線求出該電池的電動(dòng)勢
E=

1.50

V，電阻r=

0.50

Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）用伏安法測定電阻的原理是電阻定義式R=

U

I

．根據(jù)電源的電動(dòng)勢，選擇電壓表的量程．由電源的電動(dòng)勢與測電阻的大約值，估算電流的最大值，選擇電流表的量程．根據(jù)待測電阻與變阻器總阻值的大小，選擇變阻器的規(guī)格．
根據(jù)兩電表內(nèi)阻與待測電阻的大小關(guān)鍵，選擇電流表的內(nèi)接法或外接法．
電流表的量程是0.6A，最小分度是0.02A，電壓表的量程是3V，最小分度是0.1V．
為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，變阻器必須接成分壓式電路．按順序連接實(shí)物圖．
游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
（2）根據(jù)電池的電動(dòng)勢和圖中的電流值可選取電流表及電壓表；滑動(dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中作為限流使用，故應(yīng)選取若大于內(nèi)阻的滑動(dòng)變阻器；
用直線將各點(diǎn)相連，注意讓各點(diǎn)盡量分布在直線兩側(cè)；由圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)可求得電動(dòng)勢；圖象的斜率表示電池的內(nèi)電阻．

解答：解：（1）①必選器材有：A、H．電池組的電動(dòng)勢是3V，電壓表的量程選3V，即選擇電壓表D．由題，金屬導(dǎo)線的電阻約為5Ω左右，則通過導(dǎo)線的電流最大值約I_max=

E

Rx

=0.6A．故電流表選C．變阻器F的電阻大于待測電阻，可選擇該變阻器作為即流器．
故答案為：A、C、D、F、H
②由題得，

RV

Rx

=600，而

Rx

RA

=40，則采用電流表外接法，可減小誤差．
③電流表的讀數(shù)為I=0.48A，電壓表的讀數(shù)為U=2.20V．
④為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5A范圍內(nèi)改變，變阻器必須接成分壓式電路，實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖，連成實(shí)驗(yàn)電路如圖．
⑤螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×20.5mm=0.205mm，所以最終讀數(shù)為：3mm+0.205mm=3.205mm．
游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為50mm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm，所以最終讀數(shù)為：50.15mm；
（2）①由圖可知，電流小于0.6A，故電流表應(yīng)選用的量程為0-0.6A；而電池的電動(dòng)勢約為1.5V，故電壓表應(yīng)選用的量程為 0-3V；
為了調(diào)節(jié)方便并能減小誤差，故變阻器應(yīng)選用R₁；
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)位置完成U-I圖線，

由圖可知，電動(dòng)勢為1.5V；
圖象的斜率為：r=

1.5-1.0

1.0

=0.50Ω；
故答案為：
（1）①ACDFH
②外
③0.48A，U=2.20V．④如圖
⑤3.205    50.15
（2）①0～3V； 0～0.6A； R₁    
②完成U-I圖線，1.5；   0.50

點(diǎn)評(píng)：（1）本題是伏安法測量電阻，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)選擇器材、設(shè)計(jì)電路、連接實(shí)物圖等等，都是實(shí)驗(yàn)的基本技能，要加強(qiáng)培訓(xùn)，提高能力．
（2）本題考查測電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理，注意要結(jié)合公式理解圖象的斜率及截距的含義