【分析】
要测量阻值为数百欧的电阻,由于其阻值较大,常规伏安法会导致电路电流过小,电流表难以准确读数,因此利用串联电路的分压规律(串联电路电流处处相等,电压与电阻成正比),结合已知阻值的电阻箱(或滑动变阻器)和电压表完成测量;若缺少电压表,需结合电流表的量程、分度值判断是否能准确测量小电流。
【解析】
(1)实验器材选择:可选用干电池两节、电压表(量程0~3 V、0~15 V)、电阻箱(或滑动变阻器)、开关、导线若干;
(2)实验电路图:如题图答14-1所示,待测电阻$R_x$与电阻箱$R'$串联,电流表测电路电流,电压表可分别并联在$R_x$和$R'$两端;
(3)实验步骤:①按电路图连接电路,断开开关;②闭合开关S,将电压表并联在$R_x$两端,记录电压表示数$U_x$;③保持电路连接不变,断开开关,将电压表改接在$R'$两端,闭合开关,记录电压表示数$U'$;④根据串联电路电流相等,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$得$I=\frac{U_x}{R_x}=\frac{U'}{R'}$,推导得$R_x=\frac{R'U_x}{U'}$;
(4)若无电压表仅用电流表:待测电阻$R_x$为数百欧,电源电压为3V,电路总电阻至少数百欧,电流$I=\frac{U}{R}\approx\frac{3V}{1000\Omega}=0.003A$,远小于电流表0~0.6A量程的分度值(0.02A),无法准确读出电流值,因此不能较准确测量$R_x$阻值。
【答案】
(1)答案一:干电池两节,电压表(量程0~3 V、0~15 V),电阻箱(0~9999 Ω 5 A),开关,导线若干;答案二:用滑动变阻器代替电阻箱。
(2)电路图如图答14-1所示

(3)实验步骤:①按电路图连接电路;②闭合开关S,测出$R_x$两端电压$U_x$;③保持电路不变,将电压表改接在$R'$两端,测出$R'$两端电压$U'$;④由串联电路电流相等,得$R_x=\frac{R'U_x}{U'}$。
(4)不能;电路中电阻较大、电流较小,不能准确读出电流值。
【知识点】
欧姆定律、串联电路分压规律、电阻的测量
【点评】
本题考查特殊方法测电阻,利用串联分压原理解决了大电阻测量时电流过小的问题,同时考查对实验器材量程、分度值的分析,培养学生的实验设计与误差分析能力。
【难度系数】
0.5