Question

12．某同學(xué)在“用電壓表、電流表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如圖所示，其中滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“20歐1安”字樣，電源電壓恒為3伏不變．
（1）圖中尚有兩根導(dǎo)線沒(méi)有連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線完成連接．
（2）閉合電鍵前，圖中的滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于變阻器的左端．
（3）閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，只有一個(gè)電表示數(shù)發(fā)生變化．若電路中除待測(cè)電阻R_x和滑動(dòng)變阻器R外，其余元件均完好，且電路各處接觸均良好．則故障原因可能是R_x短路．
（4）該同學(xué)排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，并四次測(cè)得電壓和電流的值，通過(guò)計(jì)算得到電阻值分別為：10.0歐，9.8歐，15.0歐，9.9歐，則待測(cè)電阻R_x的阻值是9.9歐．

Answer 1

分析 （1）把電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端；
（2）閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置；
（3）若滑動(dòng)變阻器斷路或短路，則移動(dòng)滑片時(shí)，兩個(gè)電表示數(shù)都不發(fā)生變化；若待測(cè)電阻斷路，移動(dòng)滑片時(shí)，兩個(gè)電表示數(shù)都不發(fā)生變化；如果待測(cè)電阻短路，移動(dòng)滑片時(shí)，只有電流表示數(shù)發(fā)生變化；綜合分析知，故障原因是：待測(cè)電阻短路；
（4）多次測(cè)量求平均值可減小誤差；由于誤差的存在，各測(cè)量值在真實(shí)值附近變化，變化不會(huì)范圍不會(huì)很大，如果某個(gè)值，與其它值偏差較大，則該測(cè)量值是錯(cuò)誤的，求平均值時(shí)應(yīng)去掉該值，然后對(duì)剩余數(shù)據(jù)求平均值．

解答 解：（1）電源電壓恒為3伏不變，所以電壓表的量程為0～3V；由于電源電壓較低，且電路中有滑動(dòng)變阻器，則電路中電流較小，故電流表的量程為0～0.6A；
將電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，電流應(yīng)從電表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，實(shí)物圖如圖所示：

（2）閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，圖中變阻器的滑片P應(yīng)置于變阻器的左端；
（3）若滑動(dòng)變阻器斷路，整個(gè)電路斷開(kāi)，兩表示數(shù)均為0，移動(dòng)滑片，兩個(gè)電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
若滑動(dòng)變阻器短路，電路為待測(cè)電阻的簡(jiǎn)單電路，則移動(dòng)滑片時(shí)，兩個(gè)電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
若待測(cè)電阻斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)量電源電壓，電路中電流幾乎為0，移動(dòng)滑片時(shí)，兩個(gè)電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
如果待測(cè)電阻短路（電壓表示數(shù)為0），電路為滑動(dòng)變阻器的簡(jiǎn)單電路，移動(dòng)滑片時(shí)，只有電流表示數(shù)發(fā)生變化；
綜合分析知，故障原因是：待測(cè)電阻短路．
（4）15.0Ω與其它幾個(gè)數(shù)值偏差較大，此數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，應(yīng)去除；
待測(cè)電阻R_x的阻值R_x=$\frac{10.0Ω+9.8Ω+9.9Ω}{3}$=9.9Ω．
故答案為：（1）如上圖；（2）左；（3）R_x短路；（4）9.9．

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查了：連接實(shí)物圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，涉及的內(nèi)容較多，但難度不大，是一道基礎(chǔ)題；
（2）分析電路故障時(shí)，應(yīng)知道電路故障一般為斷路或短路兩種，根據(jù)故障現(xiàn)象，注意分析各種可能的故障原因，最后綜合考慮得出結(jié)論．