Question

12．某組同學(xué)借用“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)的思想、原理及操作，測(cè)量某一電阻，所用器材入下：
待測(cè)電阻R_x（約300Ω）；
電流表A（量程0～10mA，內(nèi)阻約50Ω）；
電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約5kΩ）；
電池組E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）；
滑動(dòng)變阻器R（阻值0～15Ω，允許最大電流1A）；
開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．

根據(jù)上述器材的規(guī)格，為使實(shí)驗(yàn)盡量精確：
①電流表A應(yīng)采用外接（選填“內(nèi)”或“外”）；請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，則圖1中補(bǔ)畫處實(shí)驗(yàn)電路中還需要連接的導(dǎo)線．
②為進(jìn)一步測(cè)量電流表A的內(nèi)阻r_A，他們將R_x換為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻R₀（100Ω），將電壓表V換為電流表A₁（量程0～20mA，內(nèi)阻約25Ω），增加保護(hù)電阻R_b（150Ω），其余器材不變．請(qǐng)你在圖2中的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫完電路原理圖．

Answer 1

分析 ①明確“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滿足待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻或滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法；當(dāng)滿足電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻或滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＜$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；并根據(jù)電路圖完成實(shí)物圖連接；
②根據(jù)歐姆定律，結(jié)合兩電流表差值，及定值電阻，從而求得電流表內(nèi)阻，再根據(jù)滑動(dòng)變阻器的阻值，與所測(cè)電流表阻值相比較，從而確定滑動(dòng)變阻器的限流式，還是分壓式．

解答 解：①由題意可知要，由于$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=$\frac{5000}{300}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=$\frac{300}{50}$，則待測(cè)金屬絲的電阻偏小，所以電流表應(yīng)采用外接法；因所測(cè)電阻約為300Ω，大于滑動(dòng)變阻器15Ω，所以選用滑動(dòng)變阻器的分壓式，如圖所示：

圖1
②將量程0～3V，內(nèi)阻約5kΩ的電壓表V換為電流表A₁（量程0～20mA，內(nèi)阻約25Ω），
即可根據(jù)兩個(gè)電流表值之差，及定值電阻，即可求得電流表A兩端的電壓，再依據(jù)歐姆定律，結(jié)合電流表A的讀數(shù)，即可求得電流表A的內(nèi)阻r_A，
由于電流表A的內(nèi)阻r_A，大于滑動(dòng)變阻器的電阻，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，如圖所示：

圖2
故答案為：①外，如圖1所示；②如圖2所示．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)應(yīng)熟記：電流表內(nèi)外接法的選擇方法：當(dāng)滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法；當(dāng)滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＜$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法；并掌握滑動(dòng)變阻器的分壓式與限流式的區(qū)別．