Question

17．欲用伏安法測量一個阻值約為15kΩ的電阻R_x，備有如下器材
電壓表V₁（量程0～3V，內阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內阻約50kΩ）
電流表A₁（量程0～0.6A，內阻約1Ω）
電流表A₂（量程0～200μA，內阻約50Ω）
滑動變阻器R（最大阻值10Ω）
電池（電動勢E約3V，內阻不計）
開關、導線
（1）為減小測量誤差，電壓表應選V₁，電流表應選A₂（填代號）．
（2）測量電路用的是內接法（填內接法或外接法）；控制電路用的是分壓（填分壓或限流）
（3）電阻R_x的測量值比實際值偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（4）請在答卷紙上相應的方框內畫出規(guī)范的原理圖．

Answer 1

分析 本題的關鍵是首先根據閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最大電阻以判定變阻器應采用限流式還是分壓式接法，當需要的最大電阻與變阻器的全電阻接近時，變阻器應采用限流式接法；根據阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內阻約50Ω），可知應將電流表采用內接法以使電阻的測量值更精確，然后畫出電路圖，內接法測量值偏大．

解答 解：（1）由于電池（電動勢E約3V，內阻不計），故電壓表選V₁，電路中的最大電流為I=$\frac{E}{{Rx}_{\;}}$=$\frac{3}{15{×10}^{3}}A=200μA$，故電流表選A₂；
（2）根據阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內阻約50Ω），可知待測電阻應視為大電阻；
應將電流表采用內接法以使電阻的測量值更精確；因滑動變阻器總阻值太小，無法起到控制作用；故滑動變阻器采用分壓接法；
（3）采用內接法，電流測量準確，電壓偏大，由歐姆定律可得，測量值偏大
（4）由以上分析可知，電路圖如圖所示；

故答案為：（1）V₁，A₂（2）內接法；分壓（3）偏大；（4）如圖所示；

點評 應明確：①選擇變阻器的接法時，若有電流從零調的要求時，變阻器應采用分壓式接法．若無此要求，應通過估算出電路需要的最大電阻來確定變阻器的接法：當需要的最大電阻與變阻器的全電阻接近時，變阻器應采用限流式接法；當變阻器的全電阻遠小于需要的最大電阻時，變阻器應采用分壓式接法．②應通過比較R與$\sqrt{{{R}_{A}R}_{V}}$的大小來選擇電流表應采用內接法還是外接法