Question

7．小巖利用“伏安法”測量未知電阻R_x的阻值．（電源選用兩節(jié)干電池）
（1）該實驗的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）小巖選擇了滿足實驗要求的實驗器材，連接的實驗電路如圖1所示，請你添加一條導線將實驗電路補充完整；
（3）開關(guān)S閉合前，應(yīng)把圖中滑動變阻器滑片P置于最左（填“左”或“右”）端；在連接好電路后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖2所示，出現(xiàn)這種情況的原因是電壓表的正負接線柱接反．
（4）該同學檢查電路連接正確后，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．
（5）清除故障后，小明將滑片P向左滑動時，電壓表示數(shù)將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”、“不變”），當P滑到某一位置時，兩表讀數(shù)如圖3所示，由此可知R=5Ω，你認為這個結(jié)果可靠嗎？理由是：不可靠，沒有多次測量求平均值．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻，是利用電壓表和電流表分別測量導體兩端電壓和通過導體的電流，然后利用歐姆定律的變形公式求出電阻；
（2）在“伏安法測電阻”實驗中，需要待測電阻、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)使用導線串聯(lián)組成電路，并且電壓表與待測電阻并聯(lián)測量電阻兩端電壓；
（3）連接完電路后，閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
若電表的正負接線柱接反，則電表指針會反轉(zhuǎn)；
（4）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，一是滑動變阻器短路或被測電阻斷路；
（5）讀取電流表或電壓表示數(shù)時，首先要明確它們選擇的量程和對應(yīng)的分度值，讀數(shù)時視線與指針所在刻線相垂直．已知待測電阻兩端電壓和通過的電流，利用公式R=$\frac{U}{I}$得到電阻阻值；
只測量一組數(shù)據(jù)，誤差較大，為減小誤差，可改變變阻器的阻值多測幾組數(shù)據(jù)求平均值．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$得，伏安法測電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）由圖知，大部分用電器已經(jīng)正確連接，只要取一條導線將電壓表和待測電阻并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V量程．實物連接如下：

（3）連接完電路后，閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，故將滑動變阻器滑片P置于最左端；
由圖2知，電壓表的指針反轉(zhuǎn)，說明電壓表的正負接線柱接法錯誤；
（4）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，即R₁處斷路或R₂處短路；
（5）滑片向左滑動，變阻器的阻值變大，則電路中的電流變小，電阻兩端的電壓變�。�
電壓表選擇的是0～3V量程，對應(yīng)的分度值為0.1V，此時的示數(shù)為2.5V；
電流表選擇的是0～0.6A量程，對應(yīng)的分度值為0.02A，此時的電流為0.5A；
待測電阻阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
只進行了一次實驗，只測出了一組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)一次實驗得出的結(jié)論不可靠，應(yīng)多次測量求平均值，以減小實驗的誤差．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）見上圖；（3）左；電壓表的正負接線柱接反；（4）R₁處斷路；R₂處短路；（5）減��；5；不可靠，沒有多次測量求平均值．

點評 此題考查的是伏安法測電阻的原理、實物連接、電流表、電壓表的讀數(shù)以及電阻的計算，屬于電學最重要的實驗，但考查的難度不大，容易解答．