Question

20．在圖1所示的電路中，用電壓表、電流表測(cè)電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)中：

（1）將實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)畫完整．
（2）某同學(xué)連接的電路如圖（2）所示，檢查電路，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，在圖中補(bǔ)畫出正確的連線．若沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，閉合開關(guān)，會(huì)出現(xiàn)電壓表的指針指向最大刻度右側(cè)，電流表無示數(shù)現(xiàn)象．閉合開關(guān)前，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到B端（填“A”或“B”）；
（3）改正錯(cuò)誤后，當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)如圖（3）所示，則R_x的阻值為6.25Ω．
（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，不小心將滑動(dòng)變阻器損壞（不能使用了），一時(shí)又找不到其他變阻器．此時(shí)該同學(xué)將滑動(dòng)變阻器從電路中撤下后，假如還能測(cè)出Rx的阻值，那么，滑動(dòng)變阻器損壞后，可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是實(shí)驗(yàn)誤差增大．
（5）為了克服上述缺點(diǎn)，除了換用新的滑動(dòng)變阻器外，還有什么方法改變電池節(jié)數(shù)．
（6）某同學(xué)為了探究導(dǎo)線連接后電阻如何變化，他選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：規(guī)格（材料、橫截面積）相同的帶有接頭的電阻絲（足夠長(zhǎng)）、電源一個(gè)、開關(guān)一個(gè)、電流表一塊、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、導(dǎo)線若干以及刻度尺和剪刀．下面請(qǐng)你和小亮一起利用上述器材，繼續(xù)完成該探究實(shí)驗(yàn)．
①在右邊方框內(nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
②寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟：
③分析論證：

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中，用電壓表測(cè)量出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)量出電路中的電流，最后用歐姆定律變形公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻；
（2）在電路中，電流表、滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)；閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片至于最大阻值處；
（3）根據(jù)電壓表、電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數(shù)，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（4）撤走滑動(dòng)變阻器，實(shí)驗(yàn)只能得到一組數(shù)據(jù)，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差．
（5）可以通過改變電池的節(jié)數(shù)來改變電壓，完成多次測(cè)量，減小誤差．
（6）可以控制電壓不變，對(duì)比同樣材料、長(zhǎng)度、橫截面積的電阻絲帶接頭和不帶接頭時(shí)通過電流的大小，得出電阻的大小不同，驗(yàn)證猜想．

解答 解：（1）用電壓表、電流表測(cè)電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)中，電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)，電流表與被測(cè)電阻串聯(lián)接入，如下圖所示：

（2）由圖知，電壓表串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器與電阻并聯(lián)了，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，如圖所示：

若沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，閉合開關(guān)，電壓表被串聯(lián)在電路中，由于電壓表的內(nèi)阻很大相當(dāng)于斷路，所以電路相當(dāng)于斷路，電壓表的指針指向最大刻度右側(cè)、電流表無示數(shù)．
在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值應(yīng)該最大，滑片P應(yīng)調(diào)到B端；
（3）根據(jù)圖3可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A；
電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1A，示數(shù)為2.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
（4）滑動(dòng)變阻器撤走以后，不能多次測(cè)量，實(shí)驗(yàn)只能得到一組數(shù)據(jù)，只有一個(gè)電阻值，誤差較大．
（5）可以通過改變電池的節(jié)數(shù)，改變電阻兩端的電壓和通過的電流，完成多次測(cè)量，求電阻的平均值來減小誤差．
（6）利用電源電壓不變這一條件，截取等長(zhǎng)的有接頭和無接頭的兩端電阻絲分別接入電路，比較電流的大��；
如果帶接頭的電阻絲接入后，電流變小，說明小亮的猜想是正確的．
①設(shè)計(jì)電路圖如下圖所示：

②主要的實(shí)驗(yàn)步驟：
a、剪下含有接頭的電阻線一段，設(shè)它的電阻為R₁，在電阻線上再截取（不帶接頭）與R₁等長(zhǎng)的電阻線，設(shè)其電阻為R₂；
b、把R₁連入上圖的電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀出電流表的示數(shù)I₁；
c、將R₁換成R₂連入電路，閉合開關(guān)（保持滑動(dòng)變阻器電阻不變），讀出電流表示數(shù)I₂；
③分析論證：
如果I₁＜I₂，則R₁＞R₂，導(dǎo)線連接后電阻變大；如果I₁＞I₂，則R₁＜R₂，導(dǎo)線連接后電阻變小．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）電壓表的指針指向最大刻度右側(cè)，電流表無示數(shù)；B；
（3）6.25；
（4）實(shí)驗(yàn)誤差增大；
（5）改變電池節(jié)數(shù)；
（6）①電路圖如上圖所示；
②主要步驟：
a、剪下含有接頭的電阻線一段，設(shè)它的電阻為R₁，在電阻線上再截�。ú粠Ы宇^）與R₁等長(zhǎng)的電阻線，設(shè)其電阻為R₂；
b、把R₁連入上圖的電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀出電流表的示數(shù)I₁；
c、將R₁換成R₂連入電路，閉合開關(guān)（保持滑動(dòng)變阻器電阻不變），讀出電流表示數(shù)I₂；
③分析論證：
如果I₁＜I₂，則R₁＞R₂，導(dǎo)線連接后電阻變大；如果I₁＞I₂，則R₁＜R₂，導(dǎo)線連接后電阻變�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表和電流表的連接方式和正確讀數(shù)、電阻的計(jì)算、電路故障的分析、滑動(dòng)變阻器的作用、控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，有一定的難度；在第（6）題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也可以把電壓表并聯(lián)在電阻R兩端，更換電阻絲時(shí)，通過移動(dòng)滑片保持電壓表的示數(shù)不變，來進(jìn)行研究．