Question

現有一根長約為20cm的柱狀金屬絲，其橫截面為邊長約1mm的正方形，金屬絲的電阻率為5×10^-5Ω?m．一位同學用伏安法測量該金屬絲的電阻，測量時使用電動勢為4.5V的電源．另有如下器材供選擇：
A．量程為0～0.6A，內阻約為1Ω的電流表
B．量程為0～1A，內阻約為10Ω的電流表
C．量程為0～6V，內阻約為4kΩ的電壓表
D．量程為0～10V，內阻約為50kΩ的電壓表
E．阻值為0～10Ω，額定電流為1A的滑動變阻器
F．阻值為0～1kΩ，額定電流為0.1A的滑動變阻器
（1）以上器材應選用

A、C、E

．（填寫器材前的字母）
（2）為了減小誤差，應采用電流表的

外接法

（選填“內接法”或“外接法”）．
（3）將如圖所示器材連接成實驗電路．

Answer 1

分析：（1）根據電源電動勢選擇電壓表；由電阻定律求出金屬絲的電阻，由歐姆定律求出電路最大電流，根據該電流選擇電流表；根據安全性原則與方便操作原則選擇滑動變阻器；
（2）根據金屬絲電阻與電表內阻間的關系確定電流表采用內接法還是外接法．
（3）根據伏安法測電阻的原理作出實驗電路圖．

解答：解：（1）電源電動勢是4.5V，因此電壓表選量程為0～6V，內阻約為4kΩ的電壓表C；金屬絲的電阻約為：
R=ρ

L

S

=5×10^-5Ω?m×

0.2m

1×10-3m×1×10-3m

=10Ω，
電路最大電流：I=

E

R

=

4.5V

10Ω

=0.45A
電流表選量程為0～0.6A，內阻約為1Ω的電流表A；電路電流可以達到0.45A＞0.1A，為保證電路安全，同時方便實驗操作，滑動變阻器選阻值為0～10Ω，額定電流為1A的滑動變阻器E；
（2）電阻絲電阻是10Ω，電流表內阻是1Ω，電壓表內阻是4kΩ，電壓表內阻遠大于電阻絲阻值，因此應采用電流表的外接法；
（3）把電源、開關、滑動變阻器、電流表、電阻絲、串連接入電路，電壓表并聯在電阻絲兩端，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）A、C、E；（2）外接法；（3）電路圖如圖所示．

點評：本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路的設計，熟練應用電阻定律、知道電流表采用內外接法的選擇原則是正確解題的關鍵．