Question

20．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3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約50kΩ）
電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω）
滑動變阻器R（最大阻值10Ω）
電池（電動勢E約3V，內(nèi)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）畫出應采用的測量電路原理圖．
（3）電阻R_x的測量值比實際值偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 本題的關鍵是首先根據(jù)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(jù)阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω），可知應將電流表采用內(nèi)接法以使電阻的測量值更精確，然后畫出電路圖，內(nèi)接法測量值偏大．

解答 解：①：由于電池（電動勢E約3V，內(nèi)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(jù)阻值約為15kΩ的電阻R_x，電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），電流表A₂（量程200μA，內(nèi)阻約50Ω），可知應將電流表采用內(nèi)接法以使電阻的測量值更精確，滑動變阻器的總阻值較小，故采用分壓接法，電路圖為：
（3）采用內(nèi)接法，電流測量準確，電壓偏大，由歐姆定律可得，測量值偏大
故答案為：（1）V₁，A₂（2）（3）偏大

點評 應明確：①選擇變阻器的接法時，若有電流從零調(diào)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(nèi)接法還是外接法