Question

1．現(xiàn)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(xué)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(nèi)阻約為1Ω的電流表
B．量程為0～1A，內(nèi)阻約為10Ω的電流表
C．量程為0～6V，內(nèi)阻約為4kΩ的電壓表
D．量程為0～10V，內(nèi)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(yīng)選用ACE．（填寫器材前的字母）
（2）為了減小誤差，應(yīng)采用電流表的外接法（選填“內(nèi)接法”或“外接法”）．
（3）將圖所示器材連接成實(shí)驗電路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(jù)該電流選擇電流表；根據(jù)安全性原則與方便操作原則選擇滑動變阻器；
（2）根據(jù)金屬絲電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法．
（3）根據(jù)伏安法測電阻的原理作出實(shí)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(nèi)阻約為4kΩ的電壓表C；金屬絲的電阻約為：
R=ρ$\frac{L}{S}$=5×10^-5Ω•m×$\frac{0.2m}{1×1{0}^{-3}m×1×1{0}^{-3}m}$=10Ω，
電路最大電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A
電流表選量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω的電流表A；電路電流可以達(dá)到0.45A＞0.1A，為保證電路安全，同時方便實(shí)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(nèi)阻是1Ω，電壓表內(nèi)阻是4kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電阻絲阻值，因此應(yīng)采用電流表的外接法；
（3）把電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表、電阻絲、串連接入電路，電壓表并聯(lián)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(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗器材的選擇、實(shí)驗電路的設(shè)計，熟練應(yīng)用電阻定律、知道電流表采用內(nèi)外接法的選擇原則是正確解題的關(guān)鍵．