Question

9．學(xué)習(xí)歐姆定律后，老師給小海同學(xué)一個(gè)電阻R₁（阻值約為9Ω），要他利用所學(xué)的知識(shí)測(cè)出該電阻的阻值．圖中甲是小海設(shè)計(jì)的電路圖，他選兩節(jié)新干電池串聯(lián)作為電源，請(qǐng)你幫小海完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容．

（1）按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路．
（2）小海同學(xué)檢查電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，可是無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)總為3V不變，你認(rèn)為發(fā)生故障的原因可能是R₁處斷路（或R₂處短路）．（填寫一種可能原因）
（3）清除故障后，小海將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)將增大（選填“增大”“減小”或“不變”）．當(dāng)滑片P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖丙所示，由此可知R₁=10Ω．你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果可靠嗎？不可靠．理由是沒(méi)有多次測(cè)量求平均值減小誤差．

Answer 1

分析 （1）一節(jié)干電池的電壓為1.5V，則兩節(jié)干電池串聯(lián)時(shí)的總電壓為3V，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)R₁的最大電流確定電流表的量程，且串聯(lián)在電路中；
（2）電壓表示數(shù)總為3V不變，說(shuō)明電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，一是滑動(dòng)變阻器短路或被測(cè)電阻斷路；
（3）由電路圖可知滑片移動(dòng)時(shí)接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和電壓表示數(shù)的變化，根據(jù)電表的量程和分電阻讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出此時(shí)R₁的阻值；多次測(cè)量求平均值，可以減小實(shí)驗(yàn)的誤差；多次測(cè)量還可以尋找規(guī)律．

解答 解：（1）電源的電壓為3V，通過(guò)R₁的最大電流約為I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A＜0.6A，則電流表的量程為0～0.6A，且與R₁串聯(lián)，如下圖所示：

（2）電壓表的示數(shù)等于電源電壓，可能是與電壓表并聯(lián)的R₁發(fā)生了斷路或R₂短路；
（3）向左移動(dòng)滑片，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，R₁兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)增大；
根據(jù)實(shí)物圖可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，
電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
則R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，只測(cè)出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論不可靠，應(yīng)多次測(cè)量求平均值，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）R₁處斷路（或R₂處短路）；
（3）增大；10；不可靠；沒(méi)有多次測(cè)量求平均值減小誤差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路故障分析、電路動(dòng)態(tài)分析、求電阻、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等問(wèn)題；本題的難點(diǎn)是根據(jù)題意確定電表量程，讀出電表示數(shù)．