Question

20．用伏安法測量某一電阻R_x的阻值，現有實驗器材如下：
A、待測電阻R_x（阻值大約為5Ω，額定功率為1W）
B、電流表A₁（0～0.6A，內阻0.2Ω） 
C、電流表A₂（0～3A，內阻0.05Ω）
D、電壓表V₁（0～3V，內阻3KΩ）
E、電壓表V₂（0～15V，內阻15KΩ）
F、滑動變阻器R₀（0～50Ω）
G、蓄電池（電動勢為6V）
H、電鍵、導線
為了較準確測量R_x的阻值，保證器材的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應選擇B、D，并畫出實驗電路圖．

Answer 1

分析 多用電表的指針偏轉角度較大時，換用倍率較小的歐姆擋，使指針指在刻度盤中央附近，可減小誤差．根據指示值和倍率讀數．電路設計可分為測量電路和控制電路兩部分．測量電路采用伏安法．根據電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數關系，選擇電流表的接法．根據題意待測電阻的電壓從零開始可以連續調節，選擇變阻器的接法．估算電路中的最大值，選擇電流表的量程．

解答 解：由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，待測電阻額定電壓約為：U=$\sqrt{PR}$=$\sqrt{1×5}$≈2.2V，則電壓表選：D．
由P=I²R可知，待測電阻額定電流約為：I=$\sqrt{\frac{P}{R}}$=$\sqrt{\frac{1}{5}}$≈0.45A，電流表選：B．
由題意可知：$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$=$\frac{3000Ω}{5Ω}$=600，$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$=$\frac{5Ω}{0.2Ω}$=25，$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$＞$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，故選擇電流表外接法．
為測多組實驗數據滑動變阻器可以采用分壓接法（也可以采用限流接法），實驗電路圖如圖；

故答案為：B、D；電路圖如圖所示．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、考查了設計實驗電路圖；選擇器材通常的步驟：1、根據實驗要求設計合理的實驗電路．2、估算電路中電壓、電流可能達到的最大值，以此選擇電壓表和電流表的量程．