Question

19．某同學欲用伏安法測定一段阻值約為 5Ω左右的金屬導線的電阻，要求測量結果盡量準確，現備有以下器材：
①直流電源E：電動勢約 4.5V，內阻很�。�
②直流電流表 A₁：量程 0～3A，內阻 0.025Ω；　　
③直流電流表A₂：量程0～0.6A，內阻0.125Ω；　　
④直流電壓表V：量程 0～3V，內阻 3kΩ；
⑤滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω；　　　　　
⑥滑動變阻器R_2：最大阻值 50Ω；
⑦電鍵、導線若干．
（1）在可選擇的器材中應選用的電流表是A₂，應選用的滑動變阻器是R₁．
（2）實驗電路應采用電流表外接法（填“內”、“外”）；電阻的測量值小于真實值．（填“大于”、“小于”、“等于”）
（3）如圖所示，還有兩根導線沒有連接，請用鋼筆畫線當作導線完成實驗電路．
（4）某同學按要求完成了電路連接，開關閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于最左端（填“左”、“右”）；他閉合開關后發(fā)現電流表和電壓表的均無示數，于是取下電壓表，用一導線將其正接線柱與電源正極連接，用另一導線的一端接其負接線柱，導線另一端試觸電流表正接線柱，電壓表無示數，再試觸電流表負接線柱，電壓表的指針大角度偏轉，并超過其量程，已知各接線柱處接觸良好，故障原因是電流表內部斷路．

Answer 1

分析 （1）估算出電路中最大電流，選擇電流表的量程；在保證安全的前提下，考慮方便調節(jié)，選擇變阻器的規(guī)格；
（2）伏安法測電阻時，若電阻較小，電流表要外接，測量值是電壓表與待測電阻并聯的阻值，測量值偏�。�
（3）根據實驗原理和電路結構，連接線路．
（4）變阻器采用限流接法時，開關閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于阻值最大的位置；根據所提供的信息，分析故障的原因．

解答 解：（1）電路中最大電流約為I_max=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{4.5}{5}$A=0.9A，電流表A₁的量程0～3A，量程太大，不能使用，可選擇電流表A₂．
對于兩個滑動變阻器，接入電路時，電路中最小電流都不超過電流表的量程，為方便調節(jié)，
而且為使電流表指針在中央附近，故變阻器選擇R₁．
（2）由于$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$，故采用電流表的外接法，測量誤差較小．
測量值是電壓表與待測電阻并聯的阻值，電阻的測量值小于真實值．
（3）根據電流表外接法和變阻器限流式，連接線路如圖所示：

（4）開關閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應置于最左端．
由題意，閉合開關后發(fā)現電流表和電壓表的均無示數，說明電路中存在斷路，
根據電壓表測量電流表兩端的電壓，由于電壓表的指針大角度偏轉，說明電流表內部斷路．
故答案為：（1）A₂；R₁；（2）外；小于．（3）實物電路圖如圖所示；（4）電流表內部斷路．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、電流表接法的判斷、連接實物電路圖、電路故障分析等問題，是實驗的�？紗栴}；對于電表量程的選擇，往往要估算電路最大電流或電壓來選擇．測量較小的電阻，一般選擇電流表外接法．