Question

4．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個阻值約為5Ω的電阻R_x的阻值．
現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計(jì)）、滑動變阻器（0-50Ω，額定電流2A），開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A、電流表（0-3A，內(nèi)阻約0.025Ω）B、電流表（0-0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω） C、電流表（0-100mA，內(nèi)阻約1.0Ω）   D、電壓表（0-3V，內(nèi)阻約3KΩ）E、電壓表（0-15V，內(nèi)阻約15KΩ）

（1）為了減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用D（選填器材前的字母），實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的甲（填甲或乙）
（2）接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I，電壓表示數(shù)U，某次電表示數(shù)如圖2所示，則電流表讀數(shù)為0.50A，電壓表讀數(shù)2.60V，可得該電阻的測量值為5.2Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）若在（1）問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是D；（選填選項(xiàng)前的字母）
A、電流表測量值小于流經(jīng)R_x的電流值   B、電流表測量值大于流經(jīng)R_x的電流值
C、電壓表測量值小于R_x兩端的電壓值    D、電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值
（4）若在（1）問中選用乙電路，由于電表內(nèi)阻引起的誤差是系統(tǒng)誤差（填系統(tǒng)或偶然）
（5）在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻R_x兩端的電壓U也隨之增加，下列圖3中反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是A      

Answer 1

分析 （1）合理選擇實(shí)驗(yàn)器材，先選必要器材，再根據(jù)要求滿足安全性，準(zhǔn)確性，方便操作的原則選擇待選器材．電流表的接法要求大電阻內(nèi)接法，小電阻外接法．滑動變阻器是小電阻控制大電阻，用分壓式接法．
（2）由電壓表與電流表讀數(shù)，依據(jù)R=$\frac{U}{I}$，即可求解；
（3）電流表與電壓表是能讀出電流或電壓的電阻，并根據(jù)串并聯(lián)特征，即可求解；
（4）明確偶然誤差和系統(tǒng)誤差的性質(zhì)明確誤差情況；
（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合電阻定律，即可求解

解答 解：（1）因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻R_x的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角度來說，所以電流表選擇0.6A的量程；
根據(jù)待測電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值，可知$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$，因此選擇電流表外接法，故選擇甲圖．
（2）電壓表的讀數(shù)為U=2.60V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；
根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{I}$，則有R=5.2Ω；
（3）由乙圖可知，待測電阻與電流表串聯(lián)后，與電壓表并聯(lián)，因此電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值．而電流表與電阻串聯(lián)，故電流表是準(zhǔn)確的；
故選D；
（4）本題中的誤差來自由電路的選擇，屬于系統(tǒng)誤差；
（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律與電阻定律，U=IR_X=$\frac{E}{\frac{L-x}{L}R+{R}_{x}}$R_X，當(dāng)滑片P移動距離x的增加，被測電阻R_x兩端的電壓增大，但不成正比，且增加越來越快，則U-x圖象如圖A所示，故選：A．
故答案為：（1）B、C、甲 （2）（3）0.50A；2.60V；5.2Ω （3）D （4）系統(tǒng)；（5）A．

點(diǎn)評 本題考查如何選擇儀器，掌握選擇的方法與原則；理解歐姆定律與電阻定律的應(yīng)用，掌握誤差的分析及其產(chǎn)生原因．