Question

16．實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)定值電阻R_X銘牌損壞，小明同學(xué)為了測出R_X的阻值，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：
Ⅰ．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1的電路（R′是滑動(dòng)變阻器，R為變阻箱）．
Ⅱ．將電阻箱R接入a、b之間，閉合開關(guān)．適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′后保持其阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱R接入的阻值，讀出電壓表的示數(shù)U和電阻箱接入的阻值R，記錄數(shù)據(jù)．
Ⅲ．改變電阻箱R接入的阻值，得到多組電壓U和接入阻值R的數(shù)據(jù)．
Ⅳ．根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)繪制U-R圖象．
Ⅴ．用待測電阻R_X替換電阻箱接入a、b之間，讀出電壓表的讀數(shù)，根據(jù)Ⅳ中繪制的圖象得到R_X的阻值大�。�
（1）若小明選用兩節(jié)干電池作為實(shí)驗(yàn)電源，按照電路圖將實(shí)物圖2補(bǔ)充完整．
（2）小明將變阻箱接入電路后，無論怎么調(diào)節(jié)，電壓表的示數(shù)始終為零，則可能的原因是AC．
A．變阻箱內(nèi)部短路    B．滑動(dòng)變阻器短路C．滑動(dòng)變阻器斷路       D．開關(guān)短路
（3）排除故障后，小明得到了如表的數(shù)據(jù)，并繪制了如圖3所示的圖象，當(dāng)小明使用待測電阻R_X替換電阻箱后，讀得電壓表示數(shù)為2V，則R_X=20Ω．

電阻R/Ω	5.0	10.0	15.0	25.0	35.0	45.0
電壓U/V	1.00	1.50	1.80	2.14	2.32	2.45

（4）使用較長時(shí)間后，干電池兩端的電壓會變小，若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和Ⅳ中測繪的U-R圖象測定某一電阻，則測定結(jié)果將偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖把滑動(dòng)變阻器與電阻箱串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端．
（2）常見電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）根據(jù)電壓表示數(shù)，由圖示圖象求出待測電阻阻值．
（4）根據(jù)電源電壓的變化，原因串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）電源由兩節(jié)干電池組成，電源電壓U=1.5V×2=3V，電壓表選0～3V量程，把滑動(dòng)變阻器與電阻箱串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）A、如果變阻箱內(nèi)部短路，電壓表被短路，電壓表示數(shù)為零，故A正確；
B、如果滑動(dòng)變阻器短路，電壓表測電源兩端電壓，電壓表示數(shù)不會為零，故B錯(cuò)誤；
C、如果滑動(dòng)變阻器斷路，電路斷路，電壓表不能與電源兩極相連，電壓表示數(shù)為零，故C正確；
D、開關(guān)短路不會影響電壓表示數(shù)，電壓表示數(shù)不會為零，故D錯(cuò)誤；故選AC．
（3）由圖示圖象可知，電壓U=2V時(shí)電阻阻值為20Ω，則待測電阻阻值R_X=20Ω．
（4）電池用久了，電池電壓U變小，待測電阻兩端電壓：U_X=IR_X=$\frac{U{R}_{X}}{R′+{R}_{X}}$=$\frac{U}{\frac{R′}{{R}_{X}}+1}$，
由于U變小，只有當(dāng)R_X阻值較大時(shí)電壓表示數(shù)才會與電阻箱兩端電壓變大，因此所測電阻阻值偏�。�
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）AC；（3）20；（4）偏�。�

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、求電阻阻值、實(shí)驗(yàn)誤差分析，連接電路圖時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器的接法，滑動(dòng)變阻器要接一上一下兩個(gè)接線柱，連接電路時(shí)，要注意電表量程的選擇．