Question

3．如圖所示，小麗同學(xué)利用伏安法測量電阻R₁的阻值（約9Ω左右），電源選用兩節(jié)干電池．

（1）按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路，連接電路時開關(guān)處于斷開狀態(tài)
（2）該同學(xué)檢查電路連接正確，合上開關(guān)，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數(shù)總為3V不變，你認為發(fā)生故障的原因可能是R₁處斷路或R₂處短路．
（3）清除故障后，小明將滑片P向左滑動時，電壓表示數(shù)將增大（填“增大”、“減小”、“不變”），當P滑到某一位置時，兩表讀數(shù)如圖丙所示，由此可知R=10Ω．你認為這個結(jié)果可靠嗎？不可靠，理由是測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表量程串聯(lián)在電路中；在連接電路時，開關(guān)要斷開；
（2）電壓表示數(shù)總為3V不變，說明電壓表測量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，可能是滑動變阻器短路或被測電阻斷路；
（3）分析變阻器接入電路的阻值變化情況，判斷電路中電流的變化，再根據(jù)U=IR判斷電壓表的示數(shù)變化情況；
在讀數(shù)時，要注意電表的量程和分度值，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算待測電阻的阻值；
為提高測量的準確程度，應(yīng)多次測量取平均值．

解答 解：（1）電源是兩節(jié)干電池串聯(lián)，則電源電壓為3V，電阻R₁的阻值約9Ω左右，當變阻器接入電路的阻值為0時，電路中的電流最大約為I=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{小}}=\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A，故電流表的量程選擇0～0.6A；將電流表與開關(guān)、電阻R₁串聯(lián)起來，如下圖所示：

連接電路時，為保護電路，開關(guān)要斷開；
（2）移動滑片，電壓表示數(shù)總為3V，說明電壓表測的是電源電壓；原因可能是R₁處斷路，電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓；也可能是R₂處短路，電路為R₁的簡單電路，此時電壓表也測電源電壓；
（3）將滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，所以電路中的電流變大，而R₁的阻值不變，根據(jù)U=IR可知，它兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)增大．
（4）由（1）可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，則圖丙中電壓表示數(shù)為U=2V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則圖丙中電流表示數(shù)為I=0.2A，
由歐姆定律可得：R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
這個結(jié)果不可靠，理由是只測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，沒有多次測量取平均值來減小誤差．
故答案為：（1）如上圖所示；斷開；
（2）R₁處斷路； R₂處短路；
（3）增大；10；不可靠；測量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大．

點評 本題是伏安法測電阻實驗，考查了電流表的連接、電路故障的分析、電流表和電壓表的讀數(shù)，以及歐姆定律的應(yīng)用及數(shù)據(jù)的處理方法，為中考的熱點問題．