Question

（1）小芳在做探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)時(shí)，猜想金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可能與磁場(chǎng)的方向有關(guān)，也可能與金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)．
她設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，裝置如圖1所示．
①金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，看到電流表指針向左偏．
②把磁鐵南、北極上下對(duì)調(diào)，金屬棒變?yōu)橄蜃筮\(yùn)動(dòng)，看到電流表指針仍向左偏．根據(jù)以上現(xiàn)象，小芳得出感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)的方向、棒的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)的結(jié)論．
你認(rèn)為小芳的結(jié)論正確嗎？若認(rèn)為正確請(qǐng)說明理由．若有錯(cuò)，分析小芳得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因．

小芳的結(jié)論是錯(cuò)誤的，在第二步時(shí)把磁鐵的南北極上下對(duì)調(diào)，同時(shí)又讓金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向相反，這時(shí)兩個(gè)因素都同時(shí)在變．所以得出錯(cuò)誤的結(jié)論

．
（2）利用如圖2所示的電路圖可以測(cè)量未知電阻R_x的阻值，R₀是已知阻值的電阻，電源電壓未知．請(qǐng)回答下列問題：
A．請(qǐng)根據(jù)電路圖把如圖3所示的實(shí)物電路元件連接好．
B．把下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
①斷開開關(guān)S，

用電壓表測(cè)出R_x兩端電壓U_x

；
②

閉合開關(guān)S，測(cè)量電源電壓，記為U

；
③則電阻R_x的表達(dá)式為R_x=

Ux

U-Ux

R0

． （用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的量及R₀表示）

Answer 1

分析：（1）應(yīng)用控制變量法分析答題，探究感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向、棒的運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制其中一個(gè)量不變．
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在電路中．②由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果．

解答：解：（1）由小芳的實(shí)驗(yàn)步驟可知，在第二步時(shí)把磁鐵的南北極上下對(duì)調(diào)，
同時(shí)又讓金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向相反，這時(shí)兩個(gè)因素都同時(shí)在變．所以得出錯(cuò)誤的結(jié)論．
（2）A、采用“電流流向法”，電流從電源正極出發(fā)，依次將R₀、R_x串聯(lián)起來，
再將電壓表并聯(lián)如圖所示的位置上，電路圖如圖所示；
B、①斷開開關(guān)S，用電壓表測(cè)出R_x兩端電壓U_x；
②閉合開關(guān)S，測(cè)量電源電壓，記為U；
③R₀兩端的電壓為U₀=U-U_x，
電路中的電流I=

UX

RX

=

U-UX

R0

，
所以R_x=

UX

U-UX

R₀．
故答案為：（1）小芳的結(jié)論是錯(cuò)誤的，在第二步時(shí)把磁鐵的南北極上下對(duì)調(diào)，同時(shí)又讓金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向相反，這時(shí)兩個(gè)因素都同時(shí)在變．所以得出錯(cuò)誤的結(jié)論．（2）A、電路圖如圖所示；B、①用電壓表測(cè)出R_x兩端電壓U_x；②閉合開關(guān)S，測(cè)量電源電壓，記為U；③

Ux

U-Ux

R0．

點(diǎn)評(píng)：（1）熟練應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．
（2）本題考查了根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖和測(cè)未知電阻的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是知道有電壓表、無電流表時(shí)可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．