沈細致同學在“用電壓表、電流表測電阻”的實驗中,所用器材如圖所示,其中滑動變阻器R的銘牌上標有“20Ω  1A”字樣,電源電壓恒為3V不變.
(1)圖1中尚有兩根導線沒有連接,請你用筆畫線代替導線,完成電路連接;

(2)閉合開關S前,滑動變阻器的滑片P應置于變阻器的
端;(選填“左”或“右”)
(3)閉合開關S后發(fā)現(xiàn),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,只有一個電表示數(shù)發(fā)生變化.若電路中除待測電阻Rx和滑動變阻器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
待測電阻Rx短路
;
(4)該同學排除故障后繼續(xù)實驗,并三次測得電壓和電流的值,通過計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
10.0
Ω;
(5)沈細致同學通過閱讀電表的說明書,了解到他所使用的電流表的內阻RA為0.2Ω,電壓表的內阻RV為20kΩ.若實驗電路有如圖2所示的甲、乙兩種方案可供他選擇,
方案實驗誤差更小,請你作出簡要明.
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)實際判斷出電流表的量程;
(2)在閉合開關前,應將滑動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,其中一個電表能夠發(fā)生變化,則排除滑動變阻器的短路情況,應該是待測電阻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)要想使實驗誤差小,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;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,那么實驗誤差就很。
解答:解:
(1)因為電源電壓為3V,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)由實物連接知,要使滑動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),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,只有一個電表示數(shù)發(fā)生變化.若電路中除待測電阻Rx和滑動變阻器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,而電壓表的內阻遠遠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。
故答案為:(1)見上圖;(2)左;(3)待測電阻Rx短路;(4)10.0;(5)甲.
點評:(1)本題考查了:連接實物圖、滑動變阻器的調節(jié)、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理,涉及的內容較多,但難度不大,是一道基礎題;
(2)分析電路故障時,應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論;
(3)無論采用內接法還是外接法,不可避免地存在誤差,應該根據(jù)元件規(guī)格選擇相應的測量方法以減小誤差.
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