Question

11．樂嘉同學準備利用圖甲所示的器材做“用伏安法測電阻”的實驗．
（1）請完成圖甲實驗電路，若樂嘉采用你連接的電路，測得阻值與真實值相比，會偏小．

（2）電路檢查無誤后，閉合天關，當滑片P移到某一位置時，兩電表示數(shù)如圖乙所示，則未知R_x的阻值為5Ω．于是樂嘉得出結論：計算值即為被測電阻值大小，從實驗過程分析，你認為他直接得出結論有何不妥：只測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大；
（3）在測出電阻后，樂嘉繼續(xù)實驗，研究“導體中電流跟電阻”的關系．當他觀察到某電表指針指向某一位置后，記下相關數(shù)據(jù)．再斷開開關，取下R_x再換上另一較大電阻R．則他下一步的操作是將滑片向左移動，目的是控制電阻兩端的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）電表均選用小量程，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中；
根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律判斷電流表示數(shù)與實際通過電阻電流的大小關系，由歐姆定律分析；
（2）根據(jù)電表選用的量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻大��；只測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大；
（3）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結合分壓原理確定滑片移動的方向．

解答 解：（1）由圖乙知，電表均選用小量程，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，變阻器按“一上一下”接入電路中，如下圖所示：

圖中電壓表與電阻并聯(lián)，測得的電壓是準確的；而電流表測通過電阻和電壓表的總電流；根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流表的示數(shù)大于通過電阻的電流（即測得的電流偏大），由R=$\frac{U}{I}$可知，電阻的測量值比真實值偏��；
（2）如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A；
電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V，
由歐姆定律可得，未知R_x的阻值：R_x=$\frac{U′}{I′}=\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
由于只測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，為減小誤差，應多次測量取平均值；
（3）取下R_x再換上另一較大電阻R，電阻增大，由串聯(lián)分壓原理可知，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的關系實驗中，應保持電阻兩端的電壓不變，要使電阻兩端的電壓減小為原來的電壓值，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向左端移動，控制電阻兩端的電壓不變．
故答案為：（1）如上圖所示；��；
（2）5；只測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大；
（3）將滑片向左移動；控制電阻兩端的電壓不變．

點評 本題用伏安法測電阻，考查電路的連接、誤差分析、電表讀數(shù)、電阻計算、數(shù)據(jù)處理及操作過程和控制變量法的運用．