Question

有一待測的電阻器R_x，其阻值約在40～50Ω之間，實驗室準備用伏安法測量該電阻的阻值，可用的實驗器材有：
電壓表V（量程0～10V，內電阻約20kΩ）；
電流表A₁，（量程0～500mA，內電阻約20Ω）；
電流表A₂，（量程0～300mA，內電阻約4Ω）；
滑動變阻器R₁（最大阻值為10Ω，額定電流為2A）；
滑動變阻器R₂（最大阻值為250Ω，額定電流為0.1A）；
直流電源E（電動勢為9V，內電阻約為0.5Ω）；
開關及導線若干．
實驗要求電表讀數從零開始變化，并能多測出幾組電流、電壓值，以便畫出I-U圖線．
（1）電流表應選用

A₂

；（選填器材代號）
（2）滑動變阻器選用

R₁

；（選填器材代號）
（3）請在如圖所示的方框內畫出實驗電路圖；
（4）用本實驗方法測出的電阻值比真實值偏

小

．（填“大”或“小”）

Answer 1

分析：實驗要求電表讀數從零開始變化，并能多測出幾組電流、電壓值，則滑動電阻器采用分壓式接法；被測電阻上經過的電流最大是9v除以內阻0.5Ω加40Ω，等于0.222…A，大于0.1A，所以滑動電阻器應選擇R₁；小于300mA，所以為了測量的更準確，電流表選擇A₂；
因為被測電阻的阻值40～50Ω之間，更接近電流表的內電阻約4Ω，遠離電壓表的內電阻約20kΩ，所以采用電流表外接法，測量的誤差更小；
采用電流表外接法，測出的電流值偏大，包含了電壓表上的分流，電壓表的數值正常，由歐姆定律R=

U

I

，分母偏大，則電阻值偏小；因此得解．

解答：解：被測電阻經過的最大電流約是：I=

9v

40Ω+0.5Ω

=0.

?

2

（A）
（1）因為0.2222…A＜300mA，為了增加準確度，電流表應選擇A_2；
（2）因為0.222…A＞0.1A，所以滑動變阻器不能選擇R₂，只能選擇R₁；
（3）實驗要求電表讀數從零開始變化，并能多測出幾組電流、電壓值，則滑動電阻器采用分壓式接法；因為被測電阻的阻值40～50Ω之間，更接近電流表的內電阻約4Ω，遠離電壓表的內電阻約20kΩ，所以采用電流表外接法，測量的誤差更小；實驗電路圖如右圖所示．
（4）采用電流表外接法，測出的電流值偏大，包含了電壓表上的分流，電壓表的數值正常，由歐姆定律R=

U

I

，分母偏大，則電阻值比真實值偏小．
故答案為：A₂，R₁，如圖，小．

點評：本題考查分析和設計電路的能力．本題設計分成了三塊：電源、控制電路和測量電路．通過計算被測電阻最大電流、選擇電表的量程和滑動變阻器的額定電流，這是經常用的方法．