Question

2．現(xiàn)有一根長約20cm的金屬絲，其橫截面直徑約1mm，金屬絲的電阻率大約為5×10^-5Ω•m．一位同學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2Ω的電流表
B．量程為0-3A，內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表
C．量程為0-6V，內(nèi)阻約為4kΩ的電壓表
D．量程為0-15V，內(nèi)阻約為50kΩ的電壓表
E．阻值為0-10Ω．額定電流為lA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為減小誤差，滑動變阻器應(yīng)采用限流式（選填“分壓式”或“限流式”）；電流表應(yīng)采用外接法．（選填“內(nèi)接法”或“外接法”）
③將如圖中器材連接成實驗電路圖．

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×$\frac{0.2}{3.14×（\frac{1×1{0}^{-3}}{2}）^{2}}$=12.7Ω，
電路最大電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{4.5}{12.7}$=0.35A
電流表選量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω的電流表A；電路電流可以達到0.35A＞0.1A，為保證電路安全，同時方便實驗操作，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)阻遠大于電阻絲阻值，因此應(yīng)采用電流表的外接法，而滑動變阻器應(yīng)采用限流式；
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：①ACE；  ②限流式，外接法，③如上圖所示．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、實驗電路的設(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．