Question

18．某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻R_x的阻值．
（1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計）、滑動變阻器（0～50Ω，額定電流2A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：
A．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω）     B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
C．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）        D．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C（選填器材前的字母）；實驗電路應(yīng)采用圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．

（2）圖2是測量R_x的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在（1）問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線．
（3）接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值R_x=$\frac{U}{I}$=5.2Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）若在（1）問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是B；若在（1）問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是D．（選填選項前的字母）
A．電流表測量值小于流經(jīng)R_x的電流值    B．電流表測量值大于流經(jīng)R_x的電流值
C．電壓表測量值小于R_x兩端的電壓值    D．電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值．

Answer 1

分析 （1）實驗中應(yīng)該用較小電流測量，故電壓表與電流表都選擇小量程；由于電阻R_x電阻值較小，“大內(nèi)小外”，應(yīng)該采用電流表外接法；
（2）直接根據(jù)甲圖連接即可；
（3）由電壓表與電流表讀數(shù)，依據(jù)歐姆定律即可求解；
（4）根據(jù)電流表外接法，電壓表的分流是產(chǎn)生誤差的主要原因；電流表內(nèi)接法，電流表的分壓是產(chǎn)生誤差的主要原因進行解答．

解答 解：（1）因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻R_x的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角來說，所以電流表選擇0.6A的量程；根據(jù)待測電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值，可知，待測電阻的阻值偏小，因此選擇電流表外接法，故選擇甲圖．
（2）連接的實物圖如圖所示；
（3）電壓表的讀數(shù)為U=2.60V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；電阻阻值：
${R}_{x}=\frac{U}{I}=\frac{2.6V}{0.5A}=5.2Ω$
（4）甲圖采用的是電流表外接法，實際上電壓表并不是理想電表，所以電壓表也有電流通過，電流表測量的電流是流經(jīng)R_x和電壓表的電流之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表測量值大于流經(jīng)R_x的電流值，導(dǎo)致測量的電阻R_x比實際偏小，選B；
乙圖采用的是電流表內(nèi)接法，實際上電流表并不是理想電表，所以電流表兩端也有電壓，電壓表測量的電壓是R_x和電流表兩端的電壓之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值，導(dǎo)致測量的電阻R_x比實際偏大，選D；
故答案為：（1）B； C；  甲
（2）連接的實物圖如圖所示；
（3）5.2
（4）B；   D．

點評 考查如何選擇儀器，掌握選擇的方法與原則；學(xué)會由電路圖去連接實物圖，注意電表的正負極；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．注意電流表不管內(nèi)接還是外接都有實驗誤差，了解內(nèi)外接對測量值的影響．