Question

15．在伏安法測電阻的實驗中，所用實驗器材如下：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)、待測電阻R_X、滑動變阻器（最大阻值20Ω）各一個，導(dǎo)線若干．
（1）小麗連接完實驗電路后，閉合開關(guān)，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器測得幾組數(shù)據(jù)，并由此計算出待測電阻的阻值，有關(guān)記錄和計算如表所示．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓/V	3.6	2.5	1.0
電流/A	0.24	0.34	0.48
電阻/Ω	15.0	7.4	2.1

小華認(rèn)為一個電阻三次測量的結(jié)果不可能相差這么大，分析應(yīng)該是在連接電路時出現(xiàn)了問題，產(chǎn)生錯誤的原因是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)．
（2）找出錯誤的原因后，小麗準(zhǔn)備重新連接電路進(jìn)行測量，但小華認(rèn)為不必重測，利用表中記錄的錯誤數(shù)據(jù)就能算出應(yīng)該記錄的正確數(shù)據(jù)．表格中錯誤的數(shù)據(jù)是電壓（填“電壓”或“電流”），其中第一次正確的記錄應(yīng)是2.4，此次測量計算出的待測電阻應(yīng)是10Ω．
（3）實驗中三次測量R_X的目的是求平均值減小誤差．
（4）完成上述測量后，小華還想用伏安法測量一段電阻絲R_x′（約200Ω）的阻值．她把Rx′接入電路中，但發(fā)現(xiàn)電路中的電流過小，電流表不能準(zhǔn)確讀數(shù)．為了較準(zhǔn)確地測量出待測電阻R_x′，小華又向老師借了一個阻值為R₀=100Ω的定值電阻和兩個開關(guān)，重新設(shè)計了一種可行的實驗方案，請在虛線框內(nèi)畫出小華完成實驗的電路圖．（要求：①能夠進(jìn)行多次測量；②實驗中電表的位置不動）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)減小時，電路中的電流增大，說明電壓表不是并聯(lián)在待測電阻兩端，而是并聯(lián)在了滑動變阻器兩端；
（2）電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，待測電阻兩端的電壓等于電源的電壓減去滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出待測電阻的阻值；
（3）伏安法測電阻中應(yīng)多次測量求平均值減小誤差；
（4）電阻絲R_x′的阻值太大，電路中的電流太小，無法準(zhǔn)確測量，可以利用定值電阻R₀與R_x′串聯(lián)，電壓表分別測出它們兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的分壓電壓特點求出R_x′的阻值，實驗中能夠進(jìn)行多次測量說明電路中應(yīng)串聯(lián)一個滑動變阻器，據(jù)此設(shè)計電路圖．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)減小時，電路中的電流增大，且電阻的阻值減小，說明電壓表并聯(lián)在了滑動變阻器兩端；
（2）由電壓表測滑動變阻器兩端的電壓可知，故表中電壓表的示數(shù)錯誤，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，第一次正確的記錄應(yīng)是U_x=U-U_滑=6V-3.6V=2.4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（3）實驗中三次測量R_X的目的是求平均值減小實驗誤差；
（4）電阻絲R_x′的阻值太大，電路中的電流太小，無法準(zhǔn)確測量，可以采用安阻法設(shè)計電路，
即定值電阻R₀與R_x′串聯(lián)，電壓表分別測出它們兩端的電壓，滑動變阻器串聯(lián)在電路中改變兩電阻兩端的電壓達(dá)到多次測量的目的，
如下圖所示：

故答案為：（1）電壓表與滑動變阻器并聯(lián)（2）電壓 2.4  10（3）求平均值 減小誤差（4）見上圖．

點評 本題考查了電路現(xiàn)象的判斷、串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用、減小誤差的方法、電路的設(shè)計，要注意在測大電阻的實驗中一般采用安阻法．