Question

用伏安法測定一個待測電阻R_x的阻值（阻值約為200Ω），實驗室提供如下器材：
電池組E：電動勢3V，內阻不計
電流表A₁：量程0～15mA，內阻約為100Ω
電流表A₂：量程0～300μA，內阻為1000Ω
滑動變阻器R₁：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A
電阻箱R₂，阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A
電鍵S、導線若干要求實驗中盡可能準確地測量R_x的阻值，請回答下面問題：
（1）為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表______（填寫器材代號）與電阻箱串聯，并將電阻箱阻值調到______Ω，這樣可以改裝成一個量程為3.0的電壓表．
（2）在方框中畫完整測量R_x阻值的電路圖，并在圖中標明器材代號；
（3）調節滑動變阻器R₁，兩表的示數如圖所示，可讀出電流表A₁的示數是______mA，電流表A₂的示數是______μA，測得待測電阻R_x的阻值是______．本次測量存在一定的系統誤差，考慮這個原因測量值比較真實值______（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）應用伏安法測電阻，需要用電壓表測待測電阻電壓，現在沒有電壓表，應該用小量程電流表與電阻箱串聯改裝成電壓表，由串聯電路特點及歐姆定律可以求出串聯電阻阻值．
（2）滑動變阻器阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法；根據待測電阻阻值與電表內阻間的關系，確定電流表采用內接法還是外接法，然后作出電路圖．
（3）根據電表量程確定電表分度值，讀出電表示數；由歐姆定律可以求出待測電阻阻值；根據電路結構分析實驗誤差．
解答：解：（1）為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表A₂與電阻箱串聯組成電壓表；
改裝后電壓表量程是3V，則電阻箱阻值R==9000Ω；
（2）滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法，
待測電阻阻值約為200Ω，電流表A₁內阻約為100Ω，電壓表內阻為R_V=1000Ω+9000Ω=10000Ω，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，電路圖如圖所示．
（3）由圖示可知，電流表A₁的示數為8.0mA，電流表A₂的示數是150μA；
待測電阻兩端電壓U=I₂R_V=150×10^-6A×10000Ω=1.5V，測得待測電阻R_x===187.5Ω．
電流表采用外接法，電流測量值偏大，由歐姆定律可知，測量值比較真實值小．
故答案為：（1）A₂；9000；（2）電路圖如圖所示；（3）8.0；150；187.5Ω；偏小．
點評：要會把電流表改裝成電壓表，會求改裝電壓表時串聯電阻的阻值；確定滑動變阻器的接法與電流表接法是設計實驗電路圖的關鍵．