Question

沈細(xì)致同學(xué)在“用電壓表、電流表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如圖所示，其中滑動(dòng)變阻器R的銘牌上標(biāo)有“20Ω  1A”字樣，電源電壓恒為3V不變．
（1）圖1中尚有兩根導(dǎo)線沒有連接，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，完成電路連接；

（2）閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于變阻器的

左

端；（選填“左”或“右”）
（3）閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)，無論怎樣移動(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．若電路中除待測電阻Rx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

待測電阻Rx短路

；
（4）該同學(xué)排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，并三次測得電壓和電流的值，通過計(jì)算得到電阻值分別為：10.0Ω、10.1Ω、9.9Ω，則待測電阻Rx的阻值是

10.0

Ω；
（5）沈細(xì)致同學(xué)通過閱讀電表的說明書，了解到他所使用的電流表的內(nèi)阻R_A為0.2Ω，電壓表的內(nèi)阻R_V為20kΩ．若實(shí)驗(yàn)電路有如圖2所示的甲、乙兩種方案可供他選擇，

甲

方案實(shí)驗(yàn)誤差更小，請(qǐng)你作出簡要明．

Answer 1

分析：（1）將電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源電壓來判斷電壓表的量程，根據(jù)實(shí)際判斷出電流表的量程；
（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）根據(jù)題目要求首先排除斷路情況，其中一個(gè)電表能夠發(fā)生變化，則排除滑動(dòng)變阻器的短路情況，應(yīng)該是待測電阻Rx發(fā)生故障，則為短路；
（4）求出三次測量的平均值，即為Rx的阻值；
（5）要想使實(shí)驗(yàn)誤差小，就必須讓電壓表的分流作用盡可能小，也就是流過電壓表的電流與流過待測電阻的電流相比可以忽略不計(jì)；或者讓電流表的分壓作用盡可能小，也就是電流表兩端電壓與待測電阻兩端電壓相比可以忽略不計(jì)，那么實(shí)驗(yàn)誤差就很�。�

解答：解：
（1）因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以電壓表選擇0～3V量程，電流表選擇0～0.6A量程．電路連接如下：
；
（2）由實(shí)物連接知，要使滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大，滑片要位于最左端；
（3）閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)，無論怎樣移動(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．若電路中除待測電阻Rx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：待測電阻短路；
（4）待測電阻的阻值為R=

R1+R2+R3

3

=

10.0Ω+10.1Ω+9.9Ω

3

=10.0Ω．
（5）在甲圖中，通過電壓表和待測電阻的電流與它們的電阻值成反比，而電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于待測電阻的阻值，所以通過電壓表的電流可以忽略；在乙圖中，電流表兩端電壓和待測電阻兩端電壓成正比，由題意得，兩者電阻之比為50：1，所以電流表兩端電壓不能忽略．也就是甲方法誤差更小．
故答案為：（1）見上圖；（2）左；（3）待測電阻Rx短路；（4）10.0；（5）甲．

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；
（3）無論采用內(nèi)接法還是外接法，不可避免地存在誤差，應(yīng)該根據(jù)元件規(guī)格選擇相應(yīng)的測量方法以減小誤差．