Question

14．在測量阻值約為5Ω的定值電阻Rx的實驗中，小剛和小亮用圖甲所示的器材進(jìn)行實驗．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖甲實驗電路連接，要求滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變�。�
（2）小剛把最后一根導(dǎo)線連接完畢后，看到電壓表和電流表立即都有較大示數(shù)，他在實驗操作中的兩處錯誤是連接電路時開關(guān)沒有斷開和滑動變阻器滑片沒有調(diào)到最大阻值處．
（3）改正錯誤后，小亮改變R_x兩端的電壓和電流．兩次測得的電阻值分別為R₁=5.1Ω，R₂=5.3Ω．第三次測量時，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則R₃=5.2Ω，R_x=5.2Ω．
（4）在某次實驗時，電壓表因出現(xiàn)故障而不能使用，小亮用原有的電流表、滑動變阻器，增添一個定值電阻R₀和一個單刀雙擲開關(guān)，設(shè)計了如圖丙所示的電路：測量時，閉合S₁，將S₂撥到位置l，電流表的示數(shù)為I₁；再將S₂撥到2，電流表的示數(shù)為I₂，小亮說待測電阻R_X=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}×{R}_{0}}$，小剛認(rèn)真分析電路后發(fā)現(xiàn)小亮的方法不合理，原因是：由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，S₂由1撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）電流表、待測電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端；滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小，滑動變阻器使用右半段，接右下接線柱；
（2）小明把最后一根導(dǎo)線連接完畢后，立即看到電壓表和電流表立即都有較大示數(shù)，電表有示數(shù)說明電路閉合，開關(guān)沒有斷開；電表示數(shù)較大，說明電路電阻太小，滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值處；
（3）確定電壓表量程、最小分度值，讀出電壓表示數(shù)，由歐姆定律變形公式求出電阻阻值，三次測量結(jié)果取平均值作為最終結(jié)果；
（4）由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)開關(guān)S₂由1撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認(rèn)為電阻兩端電壓不變，導(dǎo)致實驗錯誤，實驗電路圖設(shè)計不合理．

解答 解：
（1）電流表、待測電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，電源電壓3V，所以電壓表使用0-3V量程，電路連接如圖所示：
；
（2）小明把最后一根導(dǎo)線連接完畢后，立即看到電壓表和電流表立即都有較大示數(shù)，他在實驗操作中的兩處錯誤是：連接電路時開關(guān)沒有斷開，滑動變阻器滑片沒有調(diào)到最大阻值處；
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.6V，第三次的電阻阻值R₃═$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.6V}{0.5A}$=5.2Ω，
電阻阻值為R_x═$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5.1Ω+5.3Ω+5.2Ω}{3}$=5.2Ω；
（4）在該實驗設(shè)計中：由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)S₂由1撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認(rèn)為電壓不變，導(dǎo)致實驗計算結(jié)果錯誤，該實驗存在缺陷，設(shè)計不合理．
故答案為：
（1）見上圖；（2）連接電路時開關(guān)沒有斷開；滑動變阻器滑片沒有調(diào)到最大阻值處；（3）5.2；5.2（4）由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，S₂由1撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化．

點評 此題考查的是伏安法測電阻實物的連接和注意事項、電壓表的讀數(shù)和電阻的計算及減小誤差的方法，考查角度全面，但難度不大．